Domingo, 16 de agosto de 2009
LA GRAVEDAD

¿Quien no ha oido hablar de ella?. Acaso no es la culpable de que mantenga a los cuerpos celestes en su sítio. Es más es la culpable de que nosotros no "nos caigamos" de este globo que llamamos tierra. Como todo el mundo sabe, la tierra es rendonda y gira, lo que hace que si no existiese la fuerza de la gravedad, al girar caeríamos. Bueno esto ha sido en plan broma. Me apetecia hacerlo en el Blog. Aunque esto es real.

La gravedad, denominada también fuerza gravitatoria, fuerza de gravedad, interacción gravitatoria o gravitación, es la fuerza de atracción que experimentan entre sí los objetos con masa. Tiene relación con la fuerza que se conoce como peso. El peso es la fuerza de gravedad que ejerce la masa de la Tierra respecto a cualquier objeto que esté en su campo de gravedad, como por ejemplo la masa de los seres vivos que habitan en ella. 

Se aprovecha esta fuerza para medir la masa de los objetos con bastante precisión, por medio de básculas de pesas. La precisión alcanzada al pesar se debe a que la fuerza de gravedad que existe entre la tierra y los objetos de su superficie es similar en cualquier lugar que esté a la misma distancia del centro terrestre, aunque esta disminuirá proporcionalmente si se alejan, tanto de la pesa como del objeto a pesar. En otros planetas o satélites, el peso de los objetos varía si la masa de los planetas o satélites es diferente (mayor o menor) a la masa de la Tierra. 

La gravedad tiene un alcance teórico infinito, sin embargo, la fuerza es mayor si los objetos están cerca uno del otro, y mientras se van alejando dicha fuerza pierde intensidad. La pérdida de intensidad de esta fuerza es proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Por ejemplo, si se aleja un objeto de otro al doble de distancia, entonces la fuerza de gravedad será la cuarta parte.

Se trata de una de las cuatro fuerzas fundamentales observadas en la naturaleza, siendo la responsable de los movimientos a gran escala que se observan en el Universo: La órbita de la Luna alrededor de la Tierra, la órbita de los planetas alrededor del Sol, etcétera. 

Uno de los usos de esta ley es el concepto de 'velocidad de escape', que es la velocidad que un objeto necesita alcanzar para escapar la gravitación de otro objeto (como la Tierra). La velocidad de escape puede calcularse de la ley gravitacional de Newton, y si usamos las medidas que tenemos para el planeta Tierra, vemos que la velocidad de escape de la tierra es de aproximadamente 11 km/s. ¡Esto significa que si puedes lanzar una pelota de béisbol a 11 km/s, nunca bajaría!

El concepto de velocidad de escape es especialmente interesante cuando se considera a los hoyos negros. Estos objetos son extremadamente densos y pequeños. ¡Cuando calculamos la velocidad de escape de estos objetos, encontramos que el número es realmente la velocidad de la luz, de manera que nisiquiera la luz puede salir del hoyo negro!

Isaac Newton fue la primera persona en darse cuenta que la fuerza que hace que los objetos caigan con aceleración constante en la Tierra (gravedad terrestre) y la fuerza que mantiene en movimiento los planetas y las estrellas es la misma, y a él se debe la primera teoría general de la gravitación, la universalidad del fenómeno, expuesta en su obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. La teoría de la relatividad general, sin embargo, hace un análisis diferente de la interacción gravitatoria. De acuerdo con esta teoría puede entenderse como un efecto geométrico de la materia sobre el espacio-tiempo. Cuando una cierta cantidad de materia ocupa una región del espacio-tiempo, ésta provoca que el espacio-tiempo se deforme. Visto así, la fuerza gravitatoria no es ya una misteriosa "fuerza que atrae" sino el efecto que produce la deformación del espacio-tiempo, de geometría no euclídea, sobre el movimiento de los cuerpos. Dado que todos los objetos (según esta teoría) se mueven en el espacio-tiempo a la velocidad de la luz, al deformarse este espacio, parte de esa velocidad será desviada produciéndose aceleración en una dirección, que es la fuerza de gravedad.

Albert Einstein revisó la teoría newtoniana en su teoría de la relatividad general, describiendo la interacción gravitatoria como una deformación de la geometría del espacio-tiempo por efecto de la masa de los cuerpos; el espacio y el tiempo asumen un papel dinámico. Según Einstein, no existe el empuje gravitatorio; dicha fuerza es una ilusión, un efecto de la geometría. Así, la Tierra deforma el espacio-tiempo de nuestro entorno, de manera que el propio espacio nos empuja hacia el suelo. Una hormiga, al caminar sobre un papel arrugado, tendrá la sensación de que hay fuerzas misteriosas que la empujan hacia diferentes direcciones, pero lo único que existe son pliegues en el papel, su geometría. La gravedad cuántica es el campo de la física teórica que procura unificar la teoría cuántica de campos, que describe tres de las fuerzas fundamentales de la naturaleza, con la relatividad general, la teoría de la cuarta fuerza fundamental: la gravedad. La meta es lograr establecer una base matemática unificada que describa el comportamiento de todas las fuerzas de las naturalezas, conocida como la Teoría del campo unificado.

Bueno no nos vamos a extender porque este blog no es específico de este tema, y porque ademas habría que usar palabras muy técnicas que se escaparían a muchos de los lectores de este blog. Por tanto. Detenemos el cohete.

Fdo. Cristobal Aguilar.


Publicado por cristobalaguilar @ 18:58  | Astronom?a
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By cristobalaguilar at 2011-02-03
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