La luz es energía, pero no tiene masa

La masa de un cuerpo, según Einstein, es una medida de su contenido energético. Es decir, la expresión de los diferentes tipos de energía que compone un cuerpo. La luz, por otra parte, no es otra cosa que una onda electromagnética que también posee energía. Entonces, si la luz es energía, ¿por qué no tiene masa? Ciertamente, la luz tiene energía, pero, las partículas presentes en ella, los fotones, no tienen masa en reposo. ¿A qué se refiere esto?

La luz es energía, pero no tiene masa en reposo

La masa es la medida que se emplea, en física, para reflejar la cantidad de materia y energía que posee un cuerpo en reposo. Dicha energía proviene tanto de la energía cinética de las partículas, como de su interacción en el campo de Higgs, y se manifiesta proporcionándole inercia y, con ello, masa al objeto.

Sin embargo, los fotones no pueden permanecer en reposo, ni interactuar en el campo Higgs, ya que se desplazan a la velocidad de la luz. De hecho, la luz no tiene ningún tipo de masa en reposo. Tomando en cuenta que se tratan de conceptos equivalentes, es posible decir que la luz no tiene masa. No obstante, esto no significa que la luz no pueda tener energía. De hecho, es un error asociar siempre la energía a la masa.

¿De dónde proviene la energía de la luz?

Según la ecuación más famosa de Einstein, “E=mc2 + pc2” la energía total de un objeto es la suma de otros tipos de energía: la energía en reposo y energía cinética, derivada de su movimiento. Para comprender este segundo tipo de energía, es necesario saber que la masa de un objeto aumenta con la velocidad. Esto ocurre porque el momento del objeto, es decir, el producto de su masa en reposo multiplicado por la velocidad a la que se desplaza, incrementa a medida que acelera.

Por otro lado, dicho incremento del momento genera un aumento de la energía cinética. Por eso, conforme un objeto adquiere velocidad, también aumenta su energía y, al mismo tiempo, su inercia o su masa. A esta inercia relacionada con el movimiento de un objeto, se le llama “masa relativista”, la cual no representa ningún tipo de masa real. ¿Por qué? Porque sólo es un reflejo de cuánto cambia la inercia del objeto, de acuerdo a la velocidad a la que se desplaza.

El aumento de masa de un objeto a causa de la velocidad no puede ser percibida en el día a día, porque sólo se presenta a velocidades cercanas a la de la luz (300.000 km/s). Aunque la luz carece de masa en reposo, posee “momentos” que le aportan energía cinética. Esto quiere decir que la luz tiene una energía cinética asociada a su movimiento.

¿Por qué la luz tiene “momento”?

A diferencia de otras partículas, el momento de la luz no es resultado de su masa y de su velocidad, sino más bien de su frecuencia y de la llamada constante de Planck. Al multiplicar ambos parámetros por la velocidad de la luz, se obtiene como resultado la energía cinética de un rayo de luz.

En conclusión, la energía de la luz proviene de su momento, no de su masa. Dicha energía, le aporta una minúscula inercia a la luz, la cual le permite ejercer un mínimo empuje sobre las cosas.