MASSA & ENERGIA A equivalência entre a energia E de um corpo e sua massa inercial m (i.e. sua resistência à aceleração) foi estabelecida por Albert Einstein em sua teoria da Relatividade Restrita (1905). Ela é expressa pela equação:



c representa aqui a velocidade da luz no vácuo. De acordo com a Relatividade, ela é uma constante universal (c = 299 792 458 Km/s). A ideia chave que leva à eq. (1) é que, ao contrário da massa da física newtoniana (que é independente do estado relativo de movimento e tem o papel de uma constante de proporcionalidade conectando a força e a aceleração), a massa relativística aumenta o quanto mais rápido se movimenta o corpo. Suponha que nós saibamos que um corpo tenha massa m₀ quando está em repouso em um dado referencial inercial. Então, de acordo com a Relatividade, quando o corpo começa a se movimentar a velocidade v, sua massa será modificada de acordo com:



Essa equação proíbe um corpo de ser acelerado até ficar mais rápido que a luz, já que, quando a velocidade v se aproxima de c, a massa inercial m, que representa a resistência à aceleração, tende em direção ao infinito. Em outras palavras, a quantidade de energia necessária para aumentar ainda mais a velocidade se torna infinita. Em velocidades comuns (v<<c), entretanto, a fórmula clássica da variação da energia cinética com a velocidade é recuperada (ver seção sobre origens) e desvios da dinâmica newtoniana permanecem indetectáveis. Entretanto, por causa do fator gigantesco c² na eq. (1), qualquer corpo, mesmo se microscópico e em repouso, possui uma quantidade enorme de energia que pode ser extraída em certas circunstâncias (ver implicações).

Uma consequência fundamental da equação (1) é que a energia pode ser convertida em massa e vice-versa. Assim, por exemplo, um elétron e sua anti-partícula (o pósitron) podem ser criados no processo de produção de pares de energia radiante pura (raios γ , i.e. fótons altamente energéticos). E ao contrário, quando se aproximam uns dos outros, elétrons e pósitrons se aniquilam, originando um fóton γ (ver evidência experimental). Antipartículas têm a mesma massa e spin que suas partículas correspondentes, mas carga elétrica oposta . Elas foram previstas inicialmente por Paul Dirac, baseadas em considerações sobre simetria (ver origens).