La gravedad es una fuerza fundamental bastante impresionante. Si no fuera por el cómodo 1 g de la Tierra, que hace que los objetos caigan hacia la Tierra a una velocidad de 9,8 m / s², todos flotaríamos hacia el espacio. Y sin ella todas las especies terrestres nos marchitaríamos y moriríamos lentamente a medida que nuestros músculos degeneraran, nuestros huesos se volvieron frágiles y débiles, y nuestros órganos dejaron de funcionar correctamente.

Entonces se puede decir sin exageraciones que la gravedad no es solo un hecho de la vida aquí en la Tierra, pero un requisito previo para ello. Sin embargo, dado que los seres humanos parecen decididos a salir de esta roca, escapar de los "hoscos lazos de la Tierra", por así decirlo, es necesario comprender la gravedad de la Tierra y lo que se necesita para escapar de ella. Entonces, ¿qué tan fuerte es la gravedad de la Tierra?

Definición

Para romperlo La gravedad es un fenómeno natural en el que todas las cosas que poseen masa se acercan entre sí, es decir, asteroides, planetas estrellas, galaxias, super racimos, etc. Cuanto más masa tiene un objeto, más gravedad ejercerá sobre los objetos a su alrededor. La fuerza gravitacional de un objeto también depende de la distancia, es decir, la cantidad que ejerce sobre un objeto disminuye al aumentar la distancia.

La gravedad es también una de las cuatro fuerzas fundamentales que gobiernan todas las interacciones en la naturaleza (junto con la fuerza nuclear débil, fuerte fuerza nuclear, y electromagnetismo). De estas fuerzas la gravedad es la más débil, siendo aproximadamente 1038 veces más débil que la fuerza nuclear fuerte, 10 ³⁶ veces más débil que la fuerza electromagnética y 10 ²⁹ veces más débil que la fuerza nuclear débil.

Como consecuencia, la gravedad tiene una influencia insignificante sobre la materia en la más pequeña de las escalas (es decir, partículas subatómicas). Sin embargo, a nivel macroscópico - el de los planetas, estrellas, galaxias, etc. - la gravedad es la fuerza dominante que afecta las interacciones de la materia. Causa la formación, forma y trayectoria de los cuerpos astronómicos, y gobierna el comportamiento astronómico. También jugó un papel importante en la evolución del universo temprano.

Fue responsable de que la materia se aglomera para formar nubes de gas que sufrieron un colapso gravitacional. formando las primeras estrellas, que luego se unieron para formar las primeras galaxias. Y dentro de los sistemas estelares individuales, hizo que el polvo y el gas se fusionaran para formar los planetas. También gobierna las órbitas de los planetas alrededor de las estrellas, de lunas alrededor de planetas, la rotación de estrellas alrededor del centro de su galaxia, y la fusión de galaxias.

Gravitación y relatividad universales

Dado que la energía y la masa son equivalentes, todas las formas de energía, incluida la luz, también causan gravitación y están bajo su influencia. Esto es consistente con la Teoría de la Relatividad General de Einstein, que sigue siendo el mejor medio para describir el comportamiento de la gravedad. Según esta teoría, la gravedad no es una fuerza, sino una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo causada por la distribución desigual de masa / energía.

El ejemplo más extremo de esta curvatura del espacio-tiempo es un agujero negro, de la que nada puede escapar. Los agujeros negros suelen ser el producto de una estrella supermasiva que se ha convertido en supernova, dejando atrás un remanente de enana blanca que tiene tanta masa, su velocidad de escape es mayor que la velocidad de la luz. Un aumento de la gravedad también resulta en una dilatación del tiempo gravitacional, donde el paso del tiempo ocurre más lentamente.

Sin embargo, para la mayoría de las aplicaciones La gravedad se explica mejor mediante la Ley de gravitación universal de Newton, que establece que la gravedad existe como atracción entre dos cuerpos. La fuerza de esta atracción se puede calcular matemáticamente, donde la fuerza de atracción es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas.

Gravedad de la Tierra

En la tierra, la gravedad da peso a los objetos físicos y provoca las mareas oceánicas. La fuerza de la gravedad de la Tierra es el resultado de la masa y densidad de los planetas - 5.97237 × 10 ²⁴ kg (1.31668 × 10 ²⁵ lbs) y 5.514 g / cm ³ , respectivamente. Esto da como resultado que la Tierra tenga una fuerza gravitacional de 9,8 m / s² cerca de la superficie (también conocida como 1 g), que naturalmente disminuye cuanto más se aleja uno de la superficie.

Además, la fuerza de la gravedad en la Tierra cambia dependiendo de dónde te encuentres. La primera razón es porque la Tierra está girando. Esto significa que la gravedad de la Tierra en el ecuador es de 9,789 m / s. ² , mientras que la fuerza de gravedad en los polos es de 9.832 m / s ² . En otras palabras, pesas más en los polos que en el ecuador debido a esta fuerza centrípeta, pero solo un poco más.

Finalmente, la fuerza de la gravedad puede cambiar dependiendo de lo que esté debajo de la Tierra debajo de usted. Mayores concentraciones de masa, como las rocas o los minerales de alta densidad, pueden cambiar la fuerza de gravedad que sientes. Pero por supuesto, esta cantidad es demasiado pequeña para ser perceptible. Las misiones de la NASA han mapeado el campo de gravedad de la Tierra con una precisión increíble, mostrando variaciones en su fuerza, dependiendo de la ubicación.

La gravedad también disminuye con la altitud, ya que estás más lejos del centro de la Tierra. La disminución de la fuerza al subir a la cima de una montaña es bastante mínima (0.28% menos de gravedad en la cima del Monte Everest), pero si estás lo suficientemente alto para llegar a la Estación Espacial Internacional (ISS), experimentarías el 90% de la fuerza de gravedad que sentirías en la superficie.

Sin embargo, Dado que la estación se encuentra en un estado de caída libre (y también en el vacío del espacio), los objetos y los astronautas a bordo de la ISS son capaces de flotar. Básicamente, ya que todo a bordo de la estación cae al mismo ritmo hacia la Tierra, los que están a bordo de la ISS tienen la sensación de ser ingrávidos, a pesar de que todavía pesan alrededor del 90% de lo que pesarían en la superficie de la Tierra.

La gravedad de la Tierra también es responsable de que nuestro planeta tenga una "velocidad de escape" de 11.186 km / s (o 6.951 mi / s). Esencialmente, esto significa que un cohete necesita alcanzar esta velocidad antes de poder liberarse de la gravedad de la Tierra y llegar al espacio. Y con la mayoría de los lanzamientos de cohetes, la mayor parte de su empuje está dedicada exclusivamente a esta tarea.

Debido a la diferencia entre la gravedad de la Tierra y la fuerza gravitacional en otros cuerpos, como la luna (1,62 m / s²; 0,1654 g) y Marte (3,711 m / s²; 0,376 g), los científicos no están seguros de cuáles serían los efectos para los astronautas que realizó misiones a largo plazo en estos órganos.

Si bien los estudios han demostrado que las misiones de larga duración en microgravedad (es decir, en la EEI) tienen un efecto perjudicial sobre la salud de los astronautas (incluida la pérdida de densidad ósea, degeneración muscular, daños a los órganos y a la vista) no se han realizado estudios sobre los efectos de los entornos de menor gravedad. Pero dadas las múltiples propuestas que se hicieron para volver a la luna, y el "Viaje a Marte" propuesto por la NASA, ¡Esa información debería estar disponible!

Como seres terrestres, los humanos somos bendecidos y maldecidos por la fuerza de la gravedad de la Tierra. Por un lado, hace que entrar al espacio sea bastante difícil y caro. En el otro, asegura nuestra salud, ya que nuestra especie es el producto de miles de millones de años de evolución de especies que tuvieron lugar en un ambiente de 1 g.

Si alguna vez esperamos convertirnos en una especie verdaderamente espacial e interplanetaria, Será mejor que averigüemos cómo vamos a lidiar con la microgravedad y la gravedad más baja. De lo contrario, ¡Es probable que ninguno de nosotros salga del mundo por mucho tiempo!