Gravedad


La gravedad (del latín gravitas  'peso' [1] ), o gravitación , es un fenómeno natural por el cual todas las cosas con masa o energía , incluidos los planetas , las estrellas , las galaxias e incluso la luz [2], son atraídas (o gravitan hacia ) ) unos a otros. En la Tierra , la gravedad da peso a los objetos físicos , y la gravedad de la Luna provoca las mareas .de los océanos La atracción gravitatoria de la materia gaseosa original presente en el Universo hizo que comenzara a fusionarse y formar estrellas y provocó que las estrellas se agruparan en galaxias, por lo que la gravedad es responsable de muchas de las estructuras a gran escala del Universo. La gravedad tiene un alcance infinito, aunque sus efectos se debilitan a medida que los objetos se alejan.

La gravedad se describe con mayor precisión en la teoría general de la relatividad (propuesta por Albert Einstein en 1915), que describe la gravedad no como una fuerza, sino como una consecuencia de las masas que se mueven a lo largo de líneas geodésicas en un espacio-tiempo curvo causado por la distribución desigual de la masa. El ejemplo más extremo de esta curvatura del espacio-tiempo es un agujero negro , del cual nada, ni siquiera la luz, puede escapar una vez que pasa el horizonte de eventos del agujero negro . [3] Sin embargo, para la mayoría de las aplicaciones, la gravedad se aproxima bien a la ley de gravitación universal de Newton , que describe la gravedad como una fuerzahaciendo que dos cuerpos cualesquiera se atraigan entre sí, con una magnitud proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.

La gravedad es la más débil de las cuatro interacciones fundamentales de la física, aproximadamente 10 38 veces más débil que la interacción fuerte , 10 36 veces más débil que la fuerza electromagnética y 10 29 veces más débil que la interacción débil . Como consecuencia, no tiene una influencia significativa a nivel de partículas subatómicas. [4] Por el contrario, es la interacción dominante a escala macroscópica , y es la causa de la formación, forma y trayectoria ( órbita ) de los cuerpos astronómicos .

Los modelos actuales de física de partículas implican que la instancia más temprana de gravedad en el Universo, posiblemente en forma de gravedad cuántica , supergravedad o singularidad gravitacional , junto con el espacio y el tiempo ordinarios , se desarrolló durante la época de Planck (hasta 10 −43 segundos después ). el nacimiento del Universo), posiblemente desde un estado primigenio, como un falso vacío , vacío cuántico o partícula virtual , de una manera actualmente desconocida. [5] Los intentos de desarrollar una teoría de la gravedad consistente conla mecánica cuántica , una teoría cuántica de la gravedad , que permitiría unir la gravedad en un marco matemático común (una teoría del todo ) con las otras tres interacciones fundamentales de la física, son un área de investigación actual.

El antiguo filósofo griego Arquímedes descubrió el centro de gravedad de un triángulo. [6] También postuló que si dos pesos iguales no tuvieran el mismo centro de gravedad, el centro de gravedad de los dos pesos juntos estaría en el medio de la línea que une sus centros de gravedad. [7]

El arquitecto e ingeniero romano Vitruvio en De Architectura postuló que la gravedad de un objeto no dependía del peso sino de su "naturaleza". [8]


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Caída de martillo y pluma: el astronauta David Scott (de la misión Apolo 15 ) en la Luna representando el legendario experimento mental de Galileo
Físico y matemático inglés, Sir Isaac Newton (1642-1727)
Analogía bidimensional de la distorsión del espacio-tiempo generada por la masa de un objeto. La materia cambia la geometría del espacio-tiempo, esta geometría (curva) se interpreta como gravedad. Las líneas blancas no representan la curvatura del espacio sino el sistema de coordenadas impuesto al espaciotiempo curvo, que sería rectilíneo en un espaciotiempo plano.
Un objeto inicialmente estacionario al que se le permite caer libremente por la gravedad cae una distancia que es proporcional al cuadrado del tiempo transcurrido. Esta imagen dura medio segundo y fue capturada a 20 destellos por segundo.
Si un objeto con masa comparable a la de la Tierra cayera hacia él, entonces sería observable la correspondiente aceleración de la Tierra.
Una torre que cae para experimentos de gravedad, Universidad de Bremen , Alemania .
La gravedad actúa sobre las estrellas que forman la Vía Láctea . [46]
El Observatorio LIGO Hanford ubicado en Washington, EE. UU., donde las ondas gravitacionales se observaron por primera vez en septiembre de 2015.
Curva de rotación de una galaxia espiral típica: predicha ( A ) y observada ( B ). La discrepancia entre las curvas se atribuye a la materia oscura .