10 Características de la

Gravedad

Te explicamos qué es la gravedad, cómo la entienden las mecánicas clásica, relativista y cuántica. Además, formas de medición.

gravedad
Es la fuerza con que el planeta atrae a los objetos y hace que caigan.

¿Qué es la gravedad?

La fuerza de gravedad o simplemente gravedad es la fuerza por la cual los cuerpos dotados de masa se atraen entre sí de una manera recíproca. Su mayor o menor intensidad depende de la masa de los cuerpos. Es una de las cuatro interacciones fundamentales conocidas de la materia y se le puede llamar también “gravitación” o “interacción gravitatoria”.

Esta fuerza es la que sentimos cuando el planeta Tierra atrae a su superficie los objetos que lo rodean, esa misma que hace que las cosas caigan. También es observable a mayor escala, cuando los planetas orbitan el Sol, atraídos por su gravedad a pesar de las extensas distancias que los separan de él.

La intensidad de esta fuerza es comprobable en la velocidad con que estos planetas orbitan: los más cercanos al Sol son más veloces y los más lejanos más lentos. Esto parece indicar que la gravedad es una fuerza que permanece a grandes distancias, en lugar de debilitarse y desaparecer, como ocurre con todas las demás fuerzas fundamentales.

Características de la gravedad

  1. ¿Cómo fue descubierta?

Desde sus primeras época el ser humano comprende que las cosas caen cuando no se aplica sobre ellas alguna fuerza que las sostenga.

Sin embargo, el estudio formal de esa fuerza que las empuja hacia “abajo” no se hizo de manera sistemática hasta mucho después.

Las primeras teorías fueron del filósofo griego Aristóteles, en el siglo IV a.C.

En su concepción universal, la Tierra era el centro del universo y por lo tanto la protagonista de una fuerza invisible que atraía todo hacia ella. A dicha fuerza se la llamó durante la época romana “gravitas”, vinculada con la idea de peso, ya que en esas épocas no se distinguía entre el peso de un objeto y su masa.

Estas teorías fueron luego revolucionadas por Copérnico y Galileo Galilei. Sin embargo, fue Isaac Newton quien propuso el término “gravitación”. Se realizaron también entonces los primeros intentos formales de medir la gravedad y elaborar una teoría, que se llamó Ley de Gravitación Universal.

  1. ¿Cómo se mide?

La fuerza de gravedad se mide en relación a sus efectos, es decir, a la aceleración que imprime sobre los objetos movilizados por ella, por ejemplo, aquellos que se encuentran en caída libre.

Sobre la superficie de la Tierra, esta aceleración se ha calculado en unos 9,80665 m/s2. Esta cifra puede variar mínimamente dependiendo del lugar geográfico y de la altura a la cual nos encontremos.

  1. Unidades de medición

La gravedad se mide con dos unidades distintas dependiendo de qué aspecto se mida:

  • Fuerza: Cuando se mide como fuerza, se utilizan  Newtons (N), unidad del Sistema Internacional (SI) que homenajea a Isaac Newton y que equivale a kilogramos de fuerza. Esta medida sirve para calcular su magnitud o intensidad.
  • Aceleración: En estos casos se mide la aceleración que ejerce la gravedad sobre los cuerpos atraídos por otro de mayor masa. Por eso se utiliza la medida m/s2.
  1. Fórmula

La fuerza gravitacional puede calcularse a través de distintas fórmulas, que varían según el enfoque físico específico con que se la aborde: mecánica clásica, mecánica relativista o mecánica cuántica. Cada una toma distintos elementos en consideración y se ocupa de una perspectiva específica.

Por ejemplo, según las leyes de Newton la gravedad que actúa entre dos cuerpos es directamente proporcional al producto de sus masas (m) e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia (d) que los separa:

G = m1.m2/ d2

En cambio, los cálculos de Einstein emplean una serie compleja de fórmulas que se conocen como el “Cálculo relativista de la fuerza aparente” y que aprovechaba la llamada métrica de Schwarzschild:

Este tipo de fórmulas requieren de conocimientos físicos muy especializados.

  1. Gravedad en la mecánica clásica

La gravedad en la mecánica clásica o newtoniana obedece a las formulaciones empíricas de Newton, que abordan las fuerzas y los elementos físicos dentro de un necesario marco de referencia fijo. Es decir que es válida en sistemas de observación estables que para efectos del estudio se consideran universales.

Según la mecánica clásica, la gravedad se determina como:

  • Una fuerza siempre atractiva.
  • Que presenta alcance infinito.
  • Que presenta una fuerza asociada de tipo central.
  • Que es más intensa a mayor cercanía entre los cuerpos y más débil a menor cercanía.
  • Se calcula empleando la Ley de Gravitación Universal de Newton.

Esta ley sobre la materia fijó importantes elementos que aún hoy en día se consideran y utilizan, aunque el estudio contemporáneo de la gravedad haya cambiado para siempre gracias a los estudios de Albert Einstein y su relatividad.

  1. Gravedad en la mecánica relativista

gravedad mecánica relativista
Según la mecánica relativista, es un hundimiento del espacio-tiempo.

La mecánica relativista de Einstein rompió con la teoría Newton en determinados ámbitos, sobre todo los aplicables a la consideración espacial. Las leyes clásicas pierden efectividad a distancias como las que hay entre los astros, y sin un punto de referencia universal y estable, dado que todo el universo se encuentra en movimiento.

Según la mecánica relativista, el empuje de la gravedad no existe, sino que es una ilusión geométrica, debido al hundimiento del espacio-tiempo que la enorme masa de la Tierra ocasiona. Eso significa que la gravedad incluso afectaría al tiempo.

En su Teoría Relativista de la Gravitación, Einstein propone que la gravedad no es un fenómeno absoluto. Además, sostiene que se expresa a través de ondas gravitatorias.

  1. Gravedad según la mecánica cuántica

No existe propiamente una teoría cuántica de la gravedad. Esto se debe a los fundamentos de las partículas subatómicas de las que se ocupa la física cuántica aún no han podido coincidir teóricamente con los postulados de Einstein sobre la gravitación.

Se han propuesto teorías que lo intentan, como la gravedad cuántica de bucles, la teoría de supercuerdas o la teoría de twistores. Sin embargo, ninguna ha podido dar predicciones precisas.

  1. Descubrimiento de ondas gravitatorias

En febrero de 2016 se anunció la detección por vez primera en la historia de ondas gravitacionales que parecen confirmar las teorías de Einstein.

Se estima que estas ondas fueron producidas por eventos masivos ocurridos en el espacio a miles de millones de años luz de nuestro planeta, como fusiones de agujeros negros o supernovas masivas. Este hallazgo fue realizado en los laboratorios de LIGO en Hanford, Washington, EEUU.

  1. Ingravidez

gravedad ingravidez
La ingravidez es la suspensión de la atracción gravitatoria.

La ingravidez es el estado de un cuerpo que experimenta la suspensión (real o aparente) de la atracción gravitatoria sobre sí. Esto ocurre, por ejemplo, con los astronautas en el espacio exterior. Pero también puede observarse en la Tierra, cuando un cuerpo se halla en caída libre y que se traduce en un peso aparente de cero.

  1. Ejemplos de la fuerza de gravedad

Algunos ejemplos del accionar de la fuerza de gravedad son:

  • La aceleración de un objeto en caída libre: Sobre él actúa la fuerza gravitatoria junto con su propia masa. A su velocidad se añade la gravedad como fuerza que lo hace aumentar de ritmo progresivamente.
  • Un objeto arrojado en línea recta: Es un caso contrario al anterior, que muestra una paulatina la desaceleración de su movimiento, conforme la fuerza que imprimimos sobre él se agota por acción de la gravedad, y ésta termina obligándolo a caer nuevamente.
  • La orbitación de los planetas: Se da alrededor de astros de mayor tamaño como los planetas en torno al Sol. Pero también ocurre con las lunas y satélites artificiales en torno a los planetas.

Referencias:

¿Cómo citar?

"Gravedad". Autor: Julia Máxima Uriarte. Para: Caracteristicas.co. Última edición: 16 de diciembre de 2018. Disponible en: https://www.caracteristicas.co/gravedad/. Consultado: 19 de julio de 2019.