Gravedad


En física, la gravedad (del latín gravitas  'peso' [1] ) es una interacción fundamental que hace que todas las cosas con masa o energía se atraigan (o graviten ) unas hacia otras. La gravedad es, con mucho, la más débil de las cuatro interacciones fundamentales, 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 . En consecuencia, no tiene una influencia significativa a nivel departículas subatómicas . [2] Sin embargo, la gravedad es la interacción más importante entre los objetos a escala macroscópica y determina el movimiento de los planetas , las estrellas , las galaxias e incluso la luz .

En la Tierra , la gravedad da peso a los objetos físicos , y la gravedad de la Luna provoca las mareas en los océanos. La gravedad también tiene muchas funciones biológicas importantes, ya que ayuda a guiar el crecimiento de las plantas a través del proceso de gravitropismo e influye en la circulación de fluidos en los organismos multicelulares . La investigación sobre los efectos de la ingravidez ha demostrado que la gravedad puede desempeñar un papel en la función del sistema inmunológico y la diferenciación celular dentro del cuerpo humano.

La atracción gravitacional entre la materia gaseosa original del Universo permitió que se fusionara y formara estrellas que finalmente se condensaron 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 la curvatura del espacio-tiempo , causada por la distribución desigual de la masa y que hace que las masas se muevan a lo largo de las geodésicas . líneas. 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.

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 gravitatoria , 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. [4]Los científicos están trabajando actualmente para desarrollar una teoría de la gravedad consistente con la mecánica cuántica , una teoría de la gravedad cuántica , que permitiría unir la gravedad en un marco matemático común (una teoría del todo ) con las otras tres interacciones fundamentales de la física.

La naturaleza y el mecanismo de la gravedad fueron explorados por una amplia gama de eruditos antiguos. En Grecia , Aristóteles creía que los objetos caían hacia la Tierra porque la Tierra era el centro del Universo y atraía hacia ella toda la masa del Universo. También pensó que la velocidad de un objeto que cae debería aumentar con su peso, una conclusión que luego se demostró que era falsa. [5] Si bien el punto de vista de Aristóteles fue ampliamente aceptado en la Antigua Grecia, hubo otros pensadores como Plutarco que predijeron correctamente que la atracción de la gravedad no era exclusiva de la Tierra. [6]


Una ilustración del campo gravitatorio que mantiene unido al Sistema Solar
La Torre Inclinada de Pisa , donde Galileo realizó uno de los experimentos más famosos sobre la velocidad de caída de objetos
Físico y matemático inglés, Sir Isaac Newton (1642-1727)
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 . [54]
El Observatorio LIGO Hanford ubicado en Washington, Estados Unidos, 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 .