¿Qué es la energía?

Quiero compartir una pregunta que me formularon recientemente : ¿Qué es la energía? Todos conocemos la definición de diccionario, por ejemplo según la RAE : “Energía es la capacidad de realizar un trabajo. Se mide en julios“. Simple. Lo que nos enseñaron en el instituto. También sabemos que existe en varias formas : potencial, cinética, eléctrica, química, nuclear,… Esta es la definición más común y que funciona cuando estamos en el mundo que vemos (macroscópico) pero las cosas dejan de estar tan claras cuando la realizamos pensando en el mundo microscópico.

Save-EnergyHagamos un apunte antes de entrar en el mundo de las partículas. ¿Cómo son las energías que se manejan en física de partículas? En este momento, LHC es el mayor acelerador del mundo y el que alcanza mayor energía, ¡8 TeV! Esta energía es enorme para un acelerador, pero como es de grande comparada con las energías que conocemos. 1 Tera electrón Voltios (TeV) o lo que es lo mismo 1000.000.000.000 de electrón Voltios es similar a la energía cinética de un mosquito volando, menos de una millonésima de Julio. Pero aún siendo tan pequeña es una energía enorme para una partícula que pesa 1.7 10-24 gramos y mide una millonésima de manómetro. Volviendo a la definición anterior, resulta difícil imaginar los 8 TeV de energía de este protón como “capacidad de realizar trabajo”.

mosquito

El mundo microscopio el concepto de trabajo no es claro, si lo es sin embargo la energía cinética, energía que tienen las partículas por estar en movimiento. Bueno, tal vez tampoco esta. Empezamos a tener problemas para entender la energía cinética en el modo clásico cuando consideramos la relatividad.

Por poco que conozcamos de la relatividad, conocemos la ecuación de Einstein, seguramente una de las más famosas de la historia junto con la de Newton y  el teorema de Pitágoras. E = mc2 aunque no es su forma completa como vimos (¿Por qué no se puede ir más rápido que la luz?) es la más fácil de entender. La ecuación nos dice que podemos convertir energía en masa y al revés, la masa de una partícula se puede liberar en forma de energía (con la consiguiente desintegración de las partículas).

Por otro lado la relatividad también relaciona el espacio-tiempo con la energía y el momento (masa por velocidad) de las partículas. En este punto, la energía de una partícula queda integrada junto con el momento en el llamado vector cuadrimomento. La energía pasa a entrar en la definición del estado de la partícula. La energía, la masa, velocidad están relacionadas con la gravedad y con el tiempo.

Si además de esto incluimos lo que conocemos de la física cuántica la situación se complica aun más, llevándonos incluso más lejos de la definición de energía de los libros de texto.

einstein-s-e-equals-mc2No entraré en más detalles en esta entrada, creo que queda medianamente claro lo que intentaba decir. La pregunta “¿Qué es energía?” es difícil de responder con una respuesta simple e intuitiva, pero en física tiene una definición clara, rigurosa matemáticamente y que tiene una propiedad muy importante y es que su valor se conserva. Si en algún otro momento me hacen la misma pregunta, creo que responderé con las palabras de Richard Feynman : “Es importante darse cuenta que en la física actual no sabemos lo que la energía es. No tenemos un modelo de energía formada por pequeñas gotas de un tamaño definido. No es así. Sin embargo, hay fórmulas para calcular cierta cantidad numérica, y cuando las juntamos todas nos da “28” – siempre el mismo número –. Es algo abstracto en el sentido que no nos informa el mecanismo o las razones para las diversas fórmulas.Richard Feynman, in The Feynman Lectures on Physics (1964) Volume I, 4-1.

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (1 vote cast)
¿Qué es la energía?, 5.0 out of 5 based on 1 rating

4 Replies to “¿Qué es la energía?”

  1. La energía no es la capacidad de hacer trabajo, sino que el trabajo es una forma de energía. La primera ley de la temodinamica te dice que la otra forma de energia es el calor (energia termica). Todo esto a nivel macroscopico, claro.

    VA:F [1.9.22_1171]
    Rating: 0.0/5 (0 votes cast)
    1. La definición de energía en los diccionarios y libros de texto sigue siendo la antigua ‘capacidad de trabajo’, lo más actualizado seguramente es la wiki. Trabajo tiene dimensiones de energía, pero normalmente los diccionarios y libros no lo listan como una forma de energía. Aunque claramente es equivalente a energía.
      Simplemente utilizaba la definición para decir lo alejada de la física moderna que está y lo difícil que es realmente hacer una definición que se ajuste a lo que conocemos ahora.

      VN:F [1.9.22_1171]
      Rating: 0.0/5 (0 votes cast)
  2. Me ha encantado vuestro post y me ha sabido a poco pero ya sabeis lo que dice el dicho “si lo bueno es breve es dos veces bueno”. Me gustara volver a leeros de nuevo.
    Saludos

    VA:F [1.9.22_1171]
    Rating: 0.0/5 (0 votes cast)
  3. Interesante vuestro planteamiento. En lo personal, la energía la defino como la forma de manifestación etéria de la materia. Mas del punto de vista de la realidad, hago 2 clasificaciones. Energía dimensional o real, como la propiedad de la materia para interactuar entre si en el espacio – tiempo. Y energía de realidad alterna, como la convergencia singular y absoluta de los vectores de fuerzas, tiempo y espacio.
    Espero sus comentarios. Saludos,

    VA:F [1.9.22_1171]
    Rating: 0.0/5 (0 votes cast)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*