La masa

Cuando nos preguntan ¿Qué es la materia? La respuesta es fácil, todo lo que nos rodea, lo que vemos, oímos saboreamos, sentimos, olemos, en fin todo lo que percibimos, pero si la pregunta es que propiedades tiene la materia tendríamos que recurrir a una gran cantidad de disciplinas como la geofísica, la física, la química, la biología etc. pero quizás la pregunta más difícil sea ¿de qué está hecha la materia?

Hasta el siglo XVI entender al mundo físico era sencillo había cinco elementos el agua, la tierra, el aire, el fuego y más allá de la luna la quinta esencia, todo era una mezcla de estos elementos, las estrellas giraban en torno de la tierra en un universo perfecto e inalterable.

Pero nada es para siempre aparece Copérnico con la idea de que no era el sol el que giraba alrededor de la tierra sino la tierra alrededor del sol y que los planetas no eran objetos errantes, sino que giraban como la tierra alrededor del sol en diferentes órbitas y luego Kepler le puso números y ecuaciones, encontrando el secreto de su movimiento.

Galileo se encargó de analizar el movimiento terrestre y vendría Newton a unificar el movimiento terrestre con el de los astros, unificación que afirma que la misma fuerza que hace caer una manzana hace girar a los astros.

Newton comprueba que la fuerza de atracción entre dos cuerpos es directamente proporcional a sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, esto es, entre mayor es la masa mas fuerte es la atracción entre dos cuerpos la cual disminuye con la distancia, aparecía en escena la gravedad.

Luego a joule, se le ocurrió que la energía o trabajo era igual a la fuerza por la distancia, una primera relación entre masa y energía, a mayor masa se requiere mayor energía para mover un cuerpo.

Los astros se mantenían en movimiento gracias a una energía inercial que se calcula multiplicando la masa por la velocidad al cuadrado y a la gravedad, esto es el sol nos atrae con su masa y la velocidad genera una fuerza tangente a la velocidad y opuesta al sol de tal forma que se equilibran y quedamos atrapados en una órbita girando continuamente.

Pero ¿Qué es la masa? Los físicos contestaban, pues una propiedad de la materia y todo mundo tranquilo, para efecto prácticos masa y materia nos sonaba a lo mismo, incluso confundíamos masa con peso, pero Newton nos aclaró que la masa era nuestro peso entre 9.8 aquí en la tierra, pero en la Luna o en otro planeta nuestro peso variaría, esto es, el peso dependía de la fuerza de atracción del planeta y la masa de la materia.

Pasaron los años y la tranquilidad regresó, con la magnífica obra de Newton todo estaba dicho además se sabía que la materia y la energía eran continuas y lo podíamos demostrar fácilmente con nuestra experiencia diaria.

Llegó el siglo XX y Max Planck se encontraba al frente del departamento de física en Berlín, la Atenas de la física en aquel momento y llegaron unos fabricantes de focos a quejarse con el buen Max de que solo el 5% de la energía de los focos se transformaba en luz, el resto se convertía en calor, Max quedó en entregarles un reporte a la brevedad posible y se fueron muy tranquilos los fabricantes, tenía a la mano la relación entre energía y frecuencia de la luz pero se le ocurrió hacer una ecuación para cualquier frecuencia, pero se le hizo bolas el engrudo y pasaban los días y había fórmulas que funcionaban muy bien solo para frecuencias bajas, otras fórmulas para medias y otras mas para altas pero no había una para todas.

Un colega le recomendó ver los trabajos de Maxwell y Boltzmann sobre los átomos y su teoría cinética, teoría que tenía fuertes antagonistas y era como meterse a las patas de los caballos, no teniendo otra alternativa la probó y Eureka ahí estaba la fórmula y el fenómeno que cambiaría la física, la energía no era continua sino se trasmitía en paquetes o Quantums.

Los físicos se volcaron sobre la teoría atómica con logros y paradojas espectaculares pero lo más desconcertante era la masa, aunque el protón tenía la misma carga que el electrón tenía mil veces más masa que este. Pero lo más desconcertante era que el radio del protón era un millón de veces mas chico que el radio del átomo, luego el volumen del átomo es un millón de millones de millones mas grande que la del átomo lo cual significa que el átomo está prácticamente vacío, luego nos preguntaríamos ¿Por qué no entra un átomo en otro? Entre el protón positivo y el electrón negativo se forma un campo eléctrico que al ir variando su dirección genera un campo magnético que evita que un átomo entre a otro, luego cuando tocamos algo no es masa contra masa sino campos magnéticos contra campos magnéticos.

Luego lo que conocemos como materia, es un campo magnético, partículas minúsculas y una pizca de masa, ponga un cero luego un punto decimal seguido por 18 ceros y ese es el volumen de la masa en relación al volumen del átomo.

Ocupando tan poco espacio ¿Cómo es que la masa es tan importante? Bueno, sin masa saldríamos en minúsculas partículas volando en todas direcciones a velocidades cercanas a la de la luz, nada existiría como lo conocemos.

Pero la historia no termina ahí, los físicos querían saber donde está la masa dentro del protón y se diseño un experimento a 175 metros bajo tierra en un túnel circular de 27 kilómetros donde se aceleró un paquete de protones a velocidades cercanas a la luz y lo primero que se observó, tal como lo esperaban, era que la masa se incrementaba a medida de que la velocidad de los protones se acercaba a la velocidad de la luz, luego a la máxima velocidad se chocaron dos haces de protones y salieron las partículas que componen el protón pero no apareció la partícula que origina la masa.

Peter Higgs, pedrito para los cuates, hizo algunos cálculos y pronosticó la frecuencia donde debería de aparecer la subpartícula que genera la masa, pasarían casi 50 años hasta el 4 de Julio del 2012 finalmente apareció la partícula de Dios como la llamó el editor del libro de Higgs.

Como vemos el mundo material es más inmaterial de lo que se pensaba, prácticamente vacío con una pizca de materia, infinitesimales partículas y un ínfimo campo magnético, eso es la materia y con eso tenemos todo lo que somos.

Hay filósofos y metafísicos que pontifican que “Somos pura energía” habría que corregir la frase porque aunque la masa prácticamente no ocupa volumen, determina la realidad material, sería más correcto decir que somos vacío con trazas de energía y masa y con estas dos fuerzas podemos explicar hasta cierto punto los fenómenos materiales pero queda pendiente la naturaleza de la mente y el universo inmaterial.