¬ŅQu√© causa la gravedad en la tierra?

¬ŅQu√© causa la gravedad en la tierra?

La mayor√≠a de las personas, con orientaci√≥n cient√≠fica o de otro tipo, tienen al menos una vaga idea de que alguna cantidad o concepto llamado "gravedad" es lo que mantiene a los objetos, incluso a ellos mismos, atados a la tierra. entienden que esto es una bendici√≥n en general, pero no tanto en ciertas situaciones; por ejemplo, cuando se posan en una rama de un √°rbol y no est√°n seguros de c√≥mo regresar al suelo sin sufrir da√Īos, o cuando se trata de establecer un nuevo registro personal en una Evento como el salto de altura o el salto con p√©rtiga.

tal vez sea difícil apreciar la noción de gravedad en sí misma hasta ver qué sucede cuando su influencia disminuye o desaparece, como cuando se ven imágenes de astronautas en una estación espacial que orbita el planeta lejos de la superficie terrestre. y en verdad, los físicos tienen poca idea de lo que finalmente "causa" la gravedad, como tampoco pueden decirnos a nadie de por qué el universo existe en primer lugar. Sin embargo, los físicos han producido ecuaciones que describen lo que la gravedad hace excepcionalmente bien, no solo en la tierra sino en todo el cosmos.

una breve historia de la gravedad

Hace m√°s de 2.000 a√Īos, los antiguos pensadores griegos propusieron muchas ideas que han resistido en gran medida la prueba del tiempo y han sobrevivido a la modernidad. discernieron que los objetos lejanos, como los planetas y las estrellas (las verdaderas distancias de la tierra de las cuales, por supuesto, los observadores no ten√≠an forma de saber) estaban, en efecto, unidos entre s√≠ a pesar de que probablemente no ten√≠an nada como cables o cuerdas que los conecten juntos. A falta de otras teor√≠as, los griegos propusieron que los movimientos del sol, la luna, las estrellas y los planetas eran dictados por los caprichos de los dioses. (de hecho, todos los planetas saben en esos d√≠as que ten√≠an nombres de dioses). Si bien esta teor√≠a era clara y decisiva, no era verificable y, por lo tanto, no era m√°s que un sustituto para una explicaci√≥n m√°s satisfactoria y cient√≠ficamente rigurosa.

No fue hasta hace unos 300 o 400 a√Īos que los astr√≥nomos como Tycho Brahe y Galileo Galilei reconocieron que, contrariamente a las ense√Īanzas b√≠blicas de casi 15 siglos de antig√ľedad, la Tierra y los planetas giraban alrededor del Sol, en lugar de que la Tierra estuviera en el lugar. centro del universo. esto allan√≥ el camino para las exploraciones de la gravedad como se entiende actualmente.

teorias de la gravedad

Una manera de pensar en la atracci√≥n gravitatoria entre objetos, expresada por el difunto f√≠sico te√≥rico jacob bekenstein en un ensayo sobre caltech, es como "fuerzas de largo alcance que los cuerpos el√©ctricamente neutros ejercen entre s√≠ debido a su contenido de materia". es decir, mientras que los objetos pueden experimentar una fuerza como resultado de las diferencias en la carga electrost√°tica, la gravedad, en cambio, resulta en una fuerza debido a la masa pura. t√©cnicamente, usted y la computadora, el tel√©fono o la tableta que est√°n leyendo esto ejercen fuerzas gravitacionales entre s√≠, pero usted y su dispositivo habilitado para Internet son tan peque√Īos que esta fuerza es virtualmente indetectable. Obviamente, para los objetos en la escala de planetas, estrellas, galaxias enteras e incluso c√ļmulos de galaxias, es una historia diferente.

isaac newton (1642-1727), acreditado por ser una de las mentes matemáticas más brillantes de la historia y uno de los co-inventores del campo del cálculo, propuso que la fuerza de gravedad entre dos objetos es directamente proporcional al producto de su Masas e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia entre ellas. Esto toma la forma de la ecuación:

f grav = (g √ó m 1 √ó m 2 ) / r 2

donde f grav es la fuerza gravitacional en newtons, m 1 y m 2 son las masas de los objetos en kilogramos, r es la distancia que separa los objetos en metros y el valor de la constante de proporcionalidad g es 6.67 √ó 10 -11 (n ‚čÖ m 2 ) / kg 2 .

Si bien esta ecuación funciona magníficamente para fines cotidianos, su valor disminuye cuando los objetos en cuestión son relativistas, es decir, descritos por masas y velocidades muy por fuera de la experiencia humana típica. aquí es donde entra en juego la teoría de la gravedad de einstein.

Teoría general de la relatividad de einstein.

En 1905, Albert Einstein, cuyo nombre es quiz√°s el m√°s reconocible en la historia de la ciencia y el m√°s sin√≥nimo de proezas a nivel de genio, public√≥ su teor√≠a especial de la relatividad. entre otros efectos que esto tuvo en el cuerpo existente de conocimientos de f√≠sica, cuestion√≥ la suposici√≥n incorporada en el concepto de gravedad de newton, que es la gravedad en efecto operada instant√°neamente entre objetos, independientemente de la inmensidad de su separaci√≥n. despu√©s de que los c√°lculos de einstein establecieran que la velocidad de la luz, 3 √ó 10 8M / s, o aproximadamente 186,000 millas por segundo, coloc√≥ un l√≠mite superior sobre la rapidez con que se pod√≠a propagar algo a trav√©s del espacio, las ideas de newton de repente parec√≠an vulnerables, al menos en ciertos casos. en otras palabras, mientras que la teor√≠a gravitacional newtoniana segu√≠a desempe√Ī√°ndose admirablemente en casi todos los contextos imaginables, claramente no era una descripci√≥n universalmente verdadera de la gravedad.

einstein pas√≥ los siguientes 10 a√Īos formulando otra teor√≠a, una que reconciliar√≠a el marco gravitacional b√°sico de newton con el l√≠mite superior de la velocidad de la luz impuesta, o que parec√≠a imponer, en todos los procesos del universo. El resultado, que einstein introdujo en 1915, fue la teor√≠a general de la relatividad. El triunfo de esta teor√≠a, que forma la base de todas las teor√≠as gravitacionales hasta nuestros d√≠as, es que enmarca el concepto de gravitaci√≥n como una manifestaci√≥n de la curvatura del espacio-tiempo, no como una fuerza per se. esta idea no era del todo nueva; El matem√°tico Georg Bernhard Riemann produjo ideas relacionadas en 1854. Pero Einstein transform√≥ as√≠ la teor√≠a gravitacional de algo arraigado puramente en fuerzas f√≠sicas en una teor√≠a m√°s basada en la geometr√≠a: propuso una cuarta dimensi√≥n de facto, el tiempo,

La gravedad de la tierra y m√°s all√°.

Una de las implicaciones de la teor√≠a general de la relatividad de einstein es que la gravedad oper√≥ independientemente de la masa o la composici√≥n f√≠sica de los objetos. esto significa que, entre otras cosas, una bala de ca√Ī√≥n y una canica lanzadas desde la parte superior de un rascacielos caer√°n hacia el suelo a la misma velocidad, aceleradas precisamente en la misma medida por la fuerza de la gravedad, a pesar de que una es mucho m√°s masiva que la otra. . (Es importante tener en cuenta, para completar, que esto es t√©cnicamente cierto solo en un vac√≠o, donde la resistencia del aire no es un problema. una pluma claramente cae m√°s lentamente que un lanzamiento de bala, pero en un vac√≠o, esto no ser√≠a el problema). caso.) este aspecto de la idea de einstein era suficientemente comprobable. Pero ¬Ņqu√© pasa con las situaciones relativistas?

en julio de 2018, un equipo internacional de astr√≥nomos concluy√≥ un estudio de un sistema de estrellas triples a 4.200 a√Īos luz de la Tierra. Como un a√Īo luz es la distancia a la que la luz viaja en un a√Īo (aproximadamente seis billones de millas), esto significa que los astr√≥nomos aqu√≠ en la tierra estaban observando fen√≥menos que revelan la luz que en realidad se produjeron en unos 2.200 aC. Este sistema inusual consiste en dos estrellas peque√Īas y densas. - uno un "p√ļlsar" girando sobre su eje 366 veces por segundo, y el otro una enana blanca - orbit√°ndose entre s√≠ con un per√≠odo notablemente corto de 1,6 d√≠as. este par a su vez orbita una estrella enana blanca m√°s distante cada 327 d√≠as. en resumen, la √ļnica descripci√≥n de la gravedad que podr√≠a explicar los movimientos fren√©ticos mutuos de las tres estrellas en este sistema altamente inusual fue la teor√≠a general de la relatividad de einstein, y las ecuaciones, de hecho,



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