La gravedad es uno de los fenómenos más estudiados en la ciencia. ¿Qué sabemos sobre esta fuerza fundamental del universo?
Sarah Romero | Muy Interesante | 15 de diciembre de 2020
La gravedad, esa fuerza que une los objetos en proporción a su masa, y la responsable de que si sueltas algo en la Tierra, caerá hacia abajo, en lugar de caer hacia arriba, es una asignatura bastante compleja. Esta fuerza universal hace que se unan entre sí pedazos de materia para formar planetas como el nuestro, y estrellas como nuestro Sol. Sin ella nuestro cuerpo sufriría muchos cambios, pues los músculos, los huesos, hasta la sangre, siente la gravedad y gracias a ella el cuerpo funciona como lo hace.
Si bien aunque apenas pensemos en la gravedad en nuestra vida diaria, debemos darnos cuenta de que define la forma en que interactuamos con el mundo. Crecemos dentro de sus limitaciones y, como hemos dicho nuestro corazón y todo nuestro sistema orgánico depende de ella.
Todo objeto que tiene masa ejerce una fuerza o atracción gravitacional sobre cualquier otra masa. La fuerza de este tirón depende de la masa de los objetos en juego. La gravedad es lo que mantiene a los planetas en órbita alrededor del sol y la luna alrededor de la Tierra.
En la escuela, aprendemos algunas ideas básicas sobre la gravedad, pero debido a lo importante que es esta fuerza física, muchos acaban adaptando conceptos erróneos y a tener ciertas lagunas en la comprensión de la misma.
Según la NASA, la gravedad es "la fuerza por la que un planeta u otro cuerpo atrae objetos hacia su centro. La fuerza de gravedad mantiene a todos los planetas en órbita alrededor del Sol". Así, cualquier cosa que tenga una masa de cualquier tipo ejercerá o estará bajo la influencia de la gravedad. Por tanto, los objetos con mayor masa tienen también más gravedad y la fuerza se debilita cuanto más lejos estás de un centro de masa.
¿La gravedad en la Tierra es más intensa en algún lugar que en otro? ¿Cambia de un lugar a otro de la Tierra? ¿Hay algún lugar de la Tierra donde no haya gravedad? ¿Se puede llorar en el espacio? Hoy exploraremos estas y otras cuestiones relativas a la gravedad.
En tiempos de Aristóteles se creía que los objetos pesados caen más rápido que los que pesaban menos, en un intento de comprender cómo funcionaba la gravedad. Gracias a Galileo Galilei, en el siglo XVI, se demostró que los objetos ligeros caían más lentamente debido a la resistencia del aire, pero el efecto gravitacional era el mismo en todos ellos. De Galilei pasamos a Newton, quien en 1687 probó que la fuerza que causaba la caída de una manzana era la misma que la fuerza que mantenía a la Luna en órbita alrededor de la Tierra; aunque no explicaba la órbita de Mercurio. Sin embargo, fue Albert Einstein en 1915 quien resolvió del todo el problema, considerando la gravedad como una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo.
La gravedad es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, junto con el electromagnetismo, la fuerza débil y la fuerza fuerte. Gobierna el movimiento de los planetas alrededor del Sol, mantiene unidas a las galaxias y determina la estructura del propio universo. Si bien la antigua ley de Newton de la gravitación universal es precisa en la mayoría de escenarios, la física moderna utiliza la teoría de la relatividad general de Einstein, para describirla. Es una de las teorías más exitosas con las que cuenta el ser humano.
La gravedad tiene el mismo efecto en todos los objetos. Si dejas caer un objeto de hierro y una pluma, caerán exactamente a la misma velocidad. Debido al efecto de la resistencia del aire sobre la gravedad, podría parecer que la barra de hierro cae a mayor velocidad. Sin embargo, si se dejaran caer al vacío, caerían exactamente al mismo tiempo. La gravedad de un objeto depende de su masa.
La aceleración de los objetos debido a la gravedad en la Tierra es de alrededor de 9,807 m/s² . Si ignoramos la resistencia del aire (arrastre), la velocidad de un objeto que cae a la Tierra aumenta a esta cifra. La intensidad de un campo gravitatorio se representa con la letra g y se mide, en el Sistema Internacional, en N/kg (newtons por kilogramo) -o en la forma equivalente de m/s².
Un gravitón es una partícula elemental hipotética que transmitiría la interacción gravitatoria en la mayoría de modelos de gravedad cuántica. La partícula sin masa que “transportaría” la gravedad. Fue teorizada en 1930 y, por el momento, los físicos no han detectado ningún gravitón a pesar de las teorías sobre por qué deberían existir como la unidad básica de gravedad. ¿Las ondas gravitacionales están hechas de gravitones? Como siempre, muchas preguntas que esperan respuesta.
Como curiosidad, la intensidad media del campo gravitatorio en la Luna es equivalente a una aceleración de 1,62 m/s² y en Marte de 3,711 m/s² . ¿Dónde pesaríamos menos? Concretamente en un planeta enano que en su día fue planeta oficial: Plutón. Allí la gravedad es de 0,62 m/s². Júpiter estaría en el otro extremo de la ecuación, con 24,79 m/s².
Aunque pueda parecer extraño, la gravedad es en realidad la fuerza más débil que conocemos actualmente. Solo atrae y no tiene una versión negativa que separe los objetos. Sí que es lo suficientemente poderosa para mantener unidas a las galaxias pero, a la vez, es muy débil en comparación con otras fuerzas. La fuerza eléctrica entre un electrón y un protón dentro de un átomo es alrededor de un trillón de veces más fuerte que la atracción gravitacional entre ellos. Por eso un imán de tu nevera es más fuerte que la gravedad terrestre.
La experiencia de los astronautas ha demostrado que un cambio a ingravidez hace que los músculos se atrofien y los huesos pierdan masa ósea. Al regresar a la Tierra, sus cuerpos y mentes necesitan tiempo para recuperarse. La presión arterial tiene que volver a un patrón terrestre. El organismo tiene que volver a ajustarse básicamente.
Las teorías de Albert Einstein describen cómo los objetos masivos distorsionan el espacio-tiempo. A medida que estos objetos se mueven deberían crear ondas en el tejido mismo del espacio. Y precisamente un equipo de científicos anunció en 2016 haber podido observar una colisión entre dos agujeros negros a unos 1.800 millones de años luz de distancia. Esta observación era compatible con las predicción de la relatividad general hechas previamente por el físico alemán. La colisión convirtió la masa de aproximadamente 3 soles en energía de ondas gravitacionales en una fracción de segundo.
La Tierra no es una esfera perfecta y su composición tampoco es uniforme en todo el mundo. Los diferentes tipos de rocas, concentraciones de minerales y la geografía, en general, hace que afecte directamente a la gravedad, siendo diferente en según qué lugares de la superficie de la Tierra. En los polos, la gravedad es distinta. Se debe a los cambios en la latitud y en la altitud. Allí pesaremos pesaremos 0,5% más que estando en el ecuador.
Sí, aunque las lágrimas no caen nunca de la cara. Conforme van saliendo lágrimas se va formando una especie de burbuja o esfera acuosa que nunca cae. No se derraman. Así que en vez de caer al suelo, las lágrimas se acumulan, por lo que, en cierto modo, el espacio no está hecho para llorar.
Si bien aunque apenas pensemos en la gravedad en nuestra vida diaria, debemos darnos cuenta de que define la forma en que interactuamos con el mundo. Crecemos dentro de sus limitaciones y, como hemos dicho nuestro corazón y todo nuestro sistema orgánico depende de ella.
Todo objeto que tiene masa ejerce una fuerza o atracción gravitacional sobre cualquier otra masa. La fuerza de este tirón depende de la masa de los objetos en juego. La gravedad es lo que mantiene a los planetas en órbita alrededor del sol y la luna alrededor de la Tierra.
En la escuela, aprendemos algunas ideas básicas sobre la gravedad, pero debido a lo importante que es esta fuerza física, muchos acaban adaptando conceptos erróneos y a tener ciertas lagunas en la comprensión de la misma.
¿Qué es la teoría de la gravedad?
Según la NASA, la gravedad es "la fuerza por la que un planeta u otro cuerpo atrae objetos hacia su centro. La fuerza de gravedad mantiene a todos los planetas en órbita alrededor del Sol". Así, cualquier cosa que tenga una masa de cualquier tipo ejercerá o estará bajo la influencia de la gravedad. Por tanto, los objetos con mayor masa tienen también más gravedad y la fuerza se debilita cuanto más lejos estás de un centro de masa.
¿La gravedad en la Tierra es más intensa en algún lugar que en otro? ¿Cambia de un lugar a otro de la Tierra? ¿Hay algún lugar de la Tierra donde no haya gravedad? ¿Se puede llorar en el espacio? Hoy exploraremos estas y otras cuestiones relativas a la gravedad.
Un camino de genios
En tiempos de Aristóteles se creía que los objetos pesados caen más rápido que los que pesaban menos, en un intento de comprender cómo funcionaba la gravedad. Gracias a Galileo Galilei, en el siglo XVI, se demostró que los objetos ligeros caían más lentamente debido a la resistencia del aire, pero el efecto gravitacional era el mismo en todos ellos. De Galilei pasamos a Newton, quien en 1687 probó que la fuerza que causaba la caída de una manzana era la misma que la fuerza que mantenía a la Luna en órbita alrededor de la Tierra; aunque no explicaba la órbita de Mercurio. Sin embargo, fue Albert Einstein en 1915 quien resolvió del todo el problema, considerando la gravedad como una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo.
La gravedad es una teoría, no una ley
La gravedad es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, junto con el electromagnetismo, la fuerza débil y la fuerza fuerte. Gobierna el movimiento de los planetas alrededor del Sol, mantiene unidas a las galaxias y determina la estructura del propio universo. Si bien la antigua ley de Newton de la gravitación universal es precisa en la mayoría de escenarios, la física moderna utiliza la teoría de la relatividad general de Einstein, para describirla. Es una de las teorías más exitosas con las que cuenta el ser humano.
La gravedad de un objeto depende de su masa
La gravedad tiene el mismo efecto en todos los objetos. Si dejas caer un objeto de hierro y una pluma, caerán exactamente a la misma velocidad. Debido al efecto de la resistencia del aire sobre la gravedad, podría parecer que la barra de hierro cae a mayor velocidad. Sin embargo, si se dejaran caer al vacío, caerían exactamente al mismo tiempo. La gravedad de un objeto depende de su masa.
¿Cómo es la gravedad en la Tierra?
La aceleración de los objetos debido a la gravedad en la Tierra es de alrededor de 9,807 m/s² . Si ignoramos la resistencia del aire (arrastre), la velocidad de un objeto que cae a la Tierra aumenta a esta cifra. La intensidad de un campo gravitatorio se representa con la letra g y se mide, en el Sistema Internacional, en N/kg (newtons por kilogramo) -o en la forma equivalente de m/s².
Gravitón
Un gravitón es una partícula elemental hipotética que transmitiría la interacción gravitatoria en la mayoría de modelos de gravedad cuántica. La partícula sin masa que “transportaría” la gravedad. Fue teorizada en 1930 y, por el momento, los físicos no han detectado ningún gravitón a pesar de las teorías sobre por qué deberían existir como la unidad básica de gravedad. ¿Las ondas gravitacionales están hechas de gravitones? Como siempre, muchas preguntas que esperan respuesta.
Equivalencia de peso según gravedad
Como curiosidad, la intensidad media del campo gravitatorio en la Luna es equivalente a una aceleración de 1,62 m/s² y en Marte de 3,711 m/s² . ¿Dónde pesaríamos menos? Concretamente en un planeta enano que en su día fue planeta oficial: Plutón. Allí la gravedad es de 0,62 m/s². Júpiter estaría en el otro extremo de la ecuación, con 24,79 m/s².
Es la fuerza más débil
Aunque pueda parecer extraño, la gravedad es en realidad la fuerza más débil que conocemos actualmente. Solo atrae y no tiene una versión negativa que separe los objetos. Sí que es lo suficientemente poderosa para mantener unidas a las galaxias pero, a la vez, es muy débil en comparación con otras fuerzas. La fuerza eléctrica entre un electrón y un protón dentro de un átomo es alrededor de un trillón de veces más fuerte que la atracción gravitacional entre ellos. Por eso un imán de tu nevera es más fuerte que la gravedad terrestre.
La ausencia de gravedad en el organismo
La experiencia de los astronautas ha demostrado que un cambio a ingravidez hace que los músculos se atrofien y los huesos pierdan masa ósea. Al regresar a la Tierra, sus cuerpos y mentes necesitan tiempo para recuperarse. La presión arterial tiene que volver a un patrón terrestre. El organismo tiene que volver a ajustarse básicamente.
Los objetos muy masivos pueden crear ondas gravitacionales
Las teorías de Albert Einstein describen cómo los objetos masivos distorsionan el espacio-tiempo. A medida que estos objetos se mueven deberían crear ondas en el tejido mismo del espacio. Y precisamente un equipo de científicos anunció en 2016 haber podido observar una colisión entre dos agujeros negros a unos 1.800 millones de años luz de distancia. Esta observación era compatible con las predicción de la relatividad general hechas previamente por el físico alemán. La colisión convirtió la masa de aproximadamente 3 soles en energía de ondas gravitacionales en una fracción de segundo.
¿Varía la gravedad en la Tierra?
La Tierra no es una esfera perfecta y su composición tampoco es uniforme en todo el mundo. Los diferentes tipos de rocas, concentraciones de minerales y la geografía, en general, hace que afecte directamente a la gravedad, siendo diferente en según qué lugares de la superficie de la Tierra. En los polos, la gravedad es distinta. Se debe a los cambios en la latitud y en la altitud. Allí pesaremos pesaremos 0,5% más que estando en el ecuador.
¿Se puede llorar en gravedad cero?
Sí, aunque las lágrimas no caen nunca de la cara. Conforme van saliendo lágrimas se va formando una especie de burbuja o esfera acuosa que nunca cae. No se derraman. Así que en vez de caer al suelo, las lágrimas se acumulan, por lo que, en cierto modo, el espacio no está hecho para llorar.
