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La ley de la gravitación universal

Publicado por Monica González

Gravitación universal  es la fuerza de atracción que actúa entre todos los objetos por razón de su masa – o sea, la cantidad de materia que son constituidos los cuerpos. La gravitación mantiene el universo unido. Por ejemplo, ella mantiene juntos los gases calientes en el sol y hace con que los planetas permanezcan en sus orbitas.

La gravedad de la luna ocasiona las mareas oceánicas en la tierra. Por la gravitación, los objetos en la tierra son atraídos en su dirección. La atracción física que un planeta ejerce sobre los objetos cercanos es denominada fuerza de la gravedad.

Aunque los efectos de la gravedad sean fáciles de visualizar, la búsqueda de una explicación para la fuerza gravitacional ha intrigado el hombre por siglos. El antiguo filósofo griego Aristóteles emprendió uno de los primeros intentos de explicar cómo y por qué los objetos caen en dirección a la tierra. En sus conclusiones, estaba la idea de que los objetos pesados caen más rápido que los livianos.

Aunque algunos se hayan opuesto a tal idea, en los fines del siglo XVII ella fue ampliamente acepta. En esa época las enseñanzas del científico italiano Galileo, que eran distintas a los antiguos conceptos, tuvieron aceptación. Según Galileo, todos los objetos caían con la misma aceleración (variación de velocidad), a no se que la resistencia del aire u otra fuerza los frenara.

Los antiguos astrónomos griegos estudiaron los movimientos de los planetas y de la Luna. Sin embargo, eses movimientos solo fueron correctamente explicados en el fin del siglo XVII, cuando el científico inglés Isaac Newton basó sus explicaciones en una cuidadosa observación de los movimientos planetarios, llevados a cabo por dos astrónomos de aquel tiempo – Tycho Brahe, dinamarqués, y Johannes Kepler, alemán. Cuando Newton tenía 23 años, observó una manzana caer de un árbol. Comprendió que la misma fuerza que la hacía caer era la que mantenía la Luna en su órbita alrededor de la Tierra.  A partir de las leyes descubiertas por Kepler , Newton pudo mostrar qué tipos de fuerzas deben ser necesarias para mantener los planetas en sus orbitas. Él calculó como la fuerza debería ser en la superficie de la Tierra.

Esa fuerza probó ser la misma que la fuerza que da a la manzana su aceleración.

TEORIA NEWTONIANA DE LA GRAVITACIÓN

Es la teoría que dice que la fuerza gravitacional entre dos objetos es proporcional (relacionada directamente) a la  grandeza de sus masas. Eso es, cuanto mayor la masa, mayor es la fuerza entre dos objetos. La teoría hace referencia más a la masa del cuerpo que al peso del mismo, porque el peso de un objeto es sobre la Tierra es en realidad la fuerza de la gravedad de la Tierra sobre este objeto. En planetas distintos, el mismo objeto tendría pesos distintos, pero la masa sería siempre la misma. Más allá de eso, la fuerza gravitacional es inversamente (opuestamente) proporcional a la distancia entre los centros de gravedad de dos objetos elevado al cuadrado (multiplicada por ella misma). Si la distancia entre dos objetos for duplicada, la fuerza entre ellos será 1\4 de la fuerza original.

La teoría también explica el por qué un objeto perdería peso si fuese puesto adentro de la Tierra. Él pesaría menos porque solamente parte de la Tierra debajo de é o atraería para abajo. En el centro de la Tierra, el objeto no pesaría nada.

Newton publicó su teoría gravitacional en 1687. Durante los siguientes 200 años, los científicos observaron un único factor que no estaba acorde con la teoría. Era el movimiento del planeta Mercurio, y el desacuerdo era muy pequeño.

TEORIA EINSTENIANA DE LA GRAVITACIÓN

En 1915, el físico alemán Albert Einstein, naturalizado norte-americano, anunció su teoría de la relatividad general. Aunque la teoría de Einstein generara un completo cambio en las ideas acerca de la gravitación, ella explicaba más de lo que contradecía la teoría de Newton. Ella presentaba resultados que diferían poco de aquellos calculados por la teoría de Newton. Cuando la teoría de Einstein fue utilizada para calcular el movimiento de Mercurio, los cálculos estaban exactamente acordes a los movimientos observados del planeta.

Esa fue la primera confirmación de la teoría. La teoría de la relatividad general es basada en dos hipótesis. La primera es la de que cualquier movimiento y cualquier medida del espacio y del tiempo son relativos. El movimiento y las medidas dependen del lugar en el universo donde son realizados. La masa es distribuida de forma desigual por el espacio, asi las fuerzas gravitacionales son desiguales en lugares distintos.

En consecuencia, la propia medida del espacio es variable. Las ecuaciones matemáticas que demuestran como las medidas sufren variación describen una superficie en el espacio. Donde sea que ocurran grandes fuerzas gravitacionales, existe un gran campo gravitacional y la superficie es pronunciadamente curva. Donde las fuerzas son chicas, la superficie es chata.

La segunda hipótesis de la teoría de Einstein es la de que los rayos de luz y todos los objetos sobre los cuales actúa solamente la gravitación se mueven a lo largo de líneas geodésicas imaginarias en el espacio. Es una recta en una superficie plana, y una circunferencia en una superficie esférica.

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