Densidad de energía
Mientras mayor sea la densidad de energía, más energía habrá disponible para acumular o transportar por volumen o por masa dados.
En razón de los límites generados, la fisión, se restringe a aplicaciones muy precisas, mientras que la fusión en continuo aún no ha sido totalmente dominada.
En términos del análisis dimensional, la presión corresponde a una densidad de energía.
En referencia a la mecánica de medios continuos, estas densidades reciben a veces el nombre de «presión electrostática» y « presión magnetostática».
En particular, la densidad de energía asociada a un cuerpo negro de temperatura T dada se puede calcular, y es igual a: con kB,
[3] En física teórica, la densidad de energía asociada a un campo escalar φ se escribe en donde el punto designa una derivada con respecto al tiempo.
Esta fórmula está dada en unidades dichas «relativistas», en donde la constante de Planck reducida y la velocidad de la luz valen 1 y todas las demás magnitudes físicas se escriben como potencias de una energía.
En relatividad general, las ecuaciones que determinan el campo gravitacional se deducen análogamente a la ecuación de Poisson en gravitación universal, a saber: donde Δ representa el operador laplaciano, Φ el potencial gravitacional, G la constante de gravitación y μ la densidad de masa.
En este contexto, una versión simplificada de estas ecuaciones revela que el potencial gravitacional Φ se reemplaza por la cantidad adimensional Φ/c2 y la masa volumétrica por la densidad de energía.
Esto indica que es la energía y no la masa lo que produce el campo gravitacional, conforme a la célebre relación E=mc2 descubierta por Albert Einstein en 1905.
Entre las consecuencias de esta relación, un cuerpo caliente (que contenga fotones y por lo tanto una densidad electromagnética no nula) genera un campo gravitacional más importante que un cuerpo idéntico a menor temperatura.
Así, un gas de fotones a temperatura ambiente (aproximadamente 300 kelvins) « pesa» alrededor de 6,81′10 -23kg·m-3, lo que resta una densidad totalmente despreciable con respecto a la del aire.
En un universo homogéneo e isótropo[7] se escribe donde P es la presión de la especie considerada y H es la tasa de expansión del universo.
