¬ŅQui√©n descubri√≥ la gravedad por primera vez?

¬ŅQui√©n descubri√≥ la gravedad por primera vez?

Uno de los comportamientos m√°s generalizados que experimentamos, no es de extra√Īar que incluso los primeros cient√≠ficos intentaran comprender por qu√© los objetos caen hacia el suelo. El fil√≥sofo griego Arist√≥teles dio uno de los primeros y m√°s completos intentos de explicaci√≥n cient√≠fica de este comportamiento al proponer la idea de que los objetos se mov√≠an hacia su "lugar natural".

Este lugar natural para el elemento Tierra estaba en el centro de la Tierra (que era, por supuesto, el centro del universo en el modelo geocéntrico del universo de Aristóteles). Alrededor de la Tierra había una esfera concéntrica que era el reino natural del agua, rodeada por el reino natural del aire, y luego el reino natural del fuego por encima de eso. Por lo tanto, la Tierra se hunde en el agua, el agua se hunde en el aire y las llamas se elevan por encima del aire. Todo gravita hacia su lugar natural en el modelo de Aristóteles y parece bastante consistente con nuestra comprensión intuitiva y observaciones básicas sobre cómo funciona el mundo.

Arist√≥teles cre√≠a adem√°s que los objetos caen a una velocidad proporcional a su peso. En otras palabras, si tomara un objeto de madera y un objeto de metal del mismo tama√Īo y los dejara caer, el objeto de metal m√°s pesado caer√≠a a una velocidad proporcionalmente m√°s r√°pida.

 

Galileo y movimiento

La filosof√≠a de Arist√≥teles sobre el movimiento hacia el lugar natural de una sustancia domin√≥ durante unos 2.000 a√Īos, hasta la √©poca de Galileo Galilei . Galileo realiz√≥ experimentos haciendo rodar objetos de diferentes pesos por planos inclinados (sin dejarlos caer de la Torre de Pisa, a pesar de las populares historias ap√≥crifas en este sentido), y descubri√≥ que ca√≠an con la misma velocidad de aceleraci√≥n independientemente de su peso.

Además de la evidencia empírica, Galileo también construyó un experimento mental teórico para apoyar esta conclusión. Así es como el filósofo moderno describe el enfoque de Galileo en su libro de 2013 Intuition Pumps and Other Tools for Thinking :

"Algunos experimentos mentales se pueden analizar como argumentos rigurosos, a menudo de la forma reductio ad absurdum , en los que uno toma las premisas de los oponentes y deriva una contradicción formal (un resultado absurdo), mostrando que no todos pueden estar en lo cierto. Uno de mis favoritos es la prueba atribuida a Galileo de que las cosas pesadas no caen más rápido que las más ligeras (cuando la fricción es insignificante). Si lo hicieran, argumentó, dado que la piedra pesada A caería más rápido que la piedra ligera B, si atamos B a A, la piedra B actuaría como un arrastre, ralentizando A. Pero A atada a B es más pesada que A sola, por lo que las dos juntas también deberían caer más rápido que A por sí mismas. Hemos concluido que atar B a A haría algo que cayó más rápido y más lento que A por sí mismo, lo cual es una contradicción ".
 

Newton presenta la gravedad

La principal contribución desarrollada por Sir Isaac Newton fue reconocer que este movimiento descendente observado en la Tierra era el mismo comportamiento de movimiento que experimentan la Luna y otros objetos, lo que los mantiene en su lugar en relación entre sí. (Esta idea de Newton se basó en el trabajo de Galileo, pero también al adoptar el modelo heliocéntrico y el principio copernicano , que había sido desarrollado por Nicolás Copérnico antes del trabajo de Galileo).

El desarrollo de Newton de la ley de la gravitación universal, más a menudo llamada ley de la gravedad , reunió estos dos conceptos en forma de una fórmula matemática que parecía aplicarse para determinar la fuerza de atracción entre dos objetos con masa. Junto con las leyes del movimiento de Newton , creó un sistema formal de gravedad y movimiento que guiaría la comprensión científica sin oposición durante más de dos siglos.

 

Einstein redefine la gravedad

El siguiente gran paso en nuestra comprensión de la gravedad proviene de Albert Einstein , en la forma de su teoría general de la relatividad., que describe la relación entre la materia y el movimiento a través de la explicación básica de que los objetos con masa en realidad doblan el tejido mismo del espacio y el tiempo (colectivamente llamado espacio-tiempo). Esto cambia la trayectoria de los objetos de una manera que está de acuerdo con nuestra comprensión de la gravedad. Por lo tanto, la comprensión actual de la gravedad es que es el resultado de objetos que siguen el camino más corto a través del espacio-tiempo, modificado por la deformación de objetos masivos cercanos. En la mayoría de los casos con los que nos encontramos, esto está completamente de acuerdo con la ley clásica de la gravedad de Newton. Hay algunos casos que requieren una comprensión más refinada de la relatividad general para ajustar los datos al nivel requerido de precisión.

 

La b√ļsqueda de la gravedad cu√°ntica

Sin embargo, hay algunos casos en los que ni siquiera la relatividad general puede darnos resultados significativos. Específicamente, hay casos en los que la relatividad general es incompatible con la comprensión de la física cuántica .

Uno de los ejemplos más conocidos se encuentra a lo largo del límite de un agujero negro , donde el tejido suave del espacio-tiempo es incompatible con la granularidad de la energía requerida por la física cuántica. Esto fue teóricamente resuelto por el físico Stephen Hawking , en una explicación que predijo que los agujeros negros irradian energía en forma de radiación de Hawking .

Sin embargo, lo que se necesita es una teoría completa de la gravedad que pueda incorporar completamente la física cuántica. Se necesitaría una teoría de la gravedad cuántica para resolver estas cuestiones. Los físicos tienen muchos candidatos para tal teoría, la más popular de las cuales es la teoría de cuerdas , pero ninguna que arroje suficiente evidencia experimental (o incluso suficientes predicciones experimentales) para ser verificada y ampliamente aceptada como una descripción correcta de la realidad física.

 

Misterios relacionados con la gravedad

Adem√°s de la necesidad de una teor√≠a cu√°ntica de la gravedad, hay dos misterios impulsados ‚Äč‚Äčexperimentalmente relacionados con la gravedad que a√ļn deben resolverse. Los cient√≠ficos han descubierto que para que nuestra comprensi√≥n actual de la gravedad se aplique al universo, debe haber una fuerza atractiva invisible (llamada materia oscura) que ayude a mantener unidas a las galaxias y una fuerza repulsiva invisible (llamada energ√≠a oscura ) que separa las galaxias distantes a mayor velocidad. tarifas.



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