Por Kevin Lee Actualizado el 30 de agosto de 2022
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Lanza una pelota con suficiente fuerza y nunca regresará. En realidad, un proyectil necesitaría alcanzar al menos 11,3 km/s (7mi/s) para escapar de la atracción gravitacional de la Tierra. Cada objeto, ya sea una pluma liviana o una estrella colosal, ejerce una fuerza que atrae la materia circundante. La gravedad nos mantiene anclados al planeta, a la Luna orbitando la Tierra, a la Tierra rodeando al Sol, al Sol girando alrededor del centro de la galaxia y a los enormes cúmulos galácticos que se precipitan a través del universo como un sistema unificado.
La gravedad, junto con las fuerzas nuclear fuerte, nuclear débil y electromagnética, mantiene unido al cosmos. La fuerza nuclear fuerte mantiene a los nucleones unidos dentro de un núcleo atómico; la fuerza nuclear débil impulsa ciertos tipos de desintegración radiactiva; y la fuerza electromagnética gobierna la cohesión de átomos y moléculas. Aunque la gravedad gobierna el movimiento planetario, es la más débil de las cuatro fuerzas fundamentales.
La masa, distinta del peso, es la cantidad de materia en un objeto. A medida que aumenta la masa, también aumenta la atracción gravitacional que genera. Los agujeros negros, por ejemplo, poseen una masa tan extrema que ni siquiera la luz puede escapar de sus horizontes de sucesos. Por el contrario, un grano de sal ejerce una atracción insignificante debido a su minúscula masa. El peso, definido como la fuerza que ejerce la gravedad sobre un objeto, varía con la aceleración gravitacional; Los astronautas en la Luna pesaban sólo una sexta parte de su peso en la Tierra.
Los astronautas de las estaciones espaciales suelen describir un entorno de “gravedad cero”, pero la gravedad de la Tierra sigue presente, sólo un 10% más débil en la altitud orbital. La sensación de flotar se debe a que los astronautas caen continuamente hacia la Tierra mientras avanzan lo suficientemente rápido como para nunca llegar a la superficie. A pesar de disminuir con la distancia, la gravedad se extiende hasta el infinito, atrayendo incluso los objetos más lejanos hacia la Tierra.
En 1687, Isaac Newton articuló la primera teoría cuantitativa de la gravedad, proporcionando el marco para predecir el movimiento de los cuerpos celestes y las trayectorias de los proyectiles. Siglos más tarde, la Teoría General de la Relatividad de Albert Einstein reinventó la gravedad como la curvatura del espacio-tiempo causada por la masa y la energía. Visualice una bola de bolos colocada sobre un colchón:la bola deprime la superficie y una canica rueda hacia la depresión. En el modelo de Einstein, la masa del Sol deforma el espacio-tiempo, guiando a la Tierra y a los demás planetas a lo largo de trayectorias curvas.
Einstein predijo que los objetos masivos y en aceleración generarían ondas gravitacionales, ondas transitorias que estiran y comprimen el espacio-tiempo. Eventos como la espiral de agujeros negros binarios o estrellas de neutrones producen ondas tan sutiles que detectarlas requiere observatorios altamente sensibles. La confirmación de las ondas gravitacionales ha abierto una nueva ventana al universo, permitiéndonos observar fenómenos invisibles para los telescopios tradicionales.
