FUNDAMENTOS DE FÍSICA MODERNA GRAVEDAD John Sebastian Panche Estupiñán - G2E24John - Junio/2015

¿QUÉ ES LA GRAVEDAD? La gravedad es una de las cuatro interacciones fundamentales observadas en la naturaleza. Origina los movimientos a gran escala que se observan en el universo: la órbita de la Luna alrededor de la Tierra, las órbitas de los planetas alrededor del Sol, etcétera. A escala cosmológica es la interacción dominante, pues gobierna la mayoría de los fenómenos a gran escala (las otras tres interacciones fundamentales son predominantes a escalas más pequeñas, el electromagnetismo explica el resto de los fenómenos macroscópicos, mientras que la interacción fuerte y la interacción débil son importantes solo a escala subatómica).

GRAVEDAD El término «gravedad» se utiliza también para designar la intensidad del fenómeno gravitatorio en la superficie de los planetas o satélites. Isaac Newton fue el primero en exponer que es de la misma naturaleza la fuerza que hace que los objetos caigan con aceleración constante en la Tierra (gravedad terrestre) y la fuerza que mantiene en movimiento los planetas y las estrellas. Esta idea le llevó a formular la primera teoría general de la gravitación, la universalidad del fenómeno.

GRAVEDAD Antes de la llegada de la teoría de la relatividad, la ley de la Gravitación Universal de Newton había sido aceptada por más de doscientos años como una descripción válida de la fuerza de la gravedad. En ese modelo, la gravedad se consideraba el resultado de una fuerza de atracción inherente entre dos masas, que actuaba a distancia instantáneamente.

GRAVEDAD Aunque hasta el mismo Newton era consciente de la naturaleza desconocida de esta fuerza, el esquema resultante fue extremadamente preciso en la descripción del movimiento, con éxitos tales como la predicción de la existencia de Neptuno a partir de las variaciones en la órbita de Urano.

GRAVEDAD La primera ley de Kepler establece que: “Todos los planetas se desplazan alrededor del sol describiendo órbitas elípticas. El sol se encuentra en uno de los focos de la elipse”. Estas leyes encontraron soporte en la teoría gravitacional de Newton. Aun así, las frecuentes observaciones que los astrónomos realizaron desde mucho tiempo atrás demostraron que Mercurio no mantenía la trayectoria de su órbita sino que, invariablemente, ésta se veía corrida respecto de su trayectoria anterior, lo que se conoció como el avance del perihelio de mercurio.

GRAVEDAD Finalmente, en 1915, Einstein explicó el origen del corrimiento perihélico de Mercurio utilizando su Teoría de la Relatividad General: las variaciones en la órbita eran producidas como subproducto de la fuerza gravitacional del Sol. Sus ecuaciones predijeron la órbita de Mercurio, así como las del resto de los planetas, con una precisión sin precedentes. Albert Einstein revisó la teoría newtoniana en su teoría de la relatividad general, describiendo la interacción gravitatoria como una deformación de la geometría del espacio-tiempo por efecto de la masa de los cuerpos; el espacio y el tiempo asumen un papel dinámico

GRAVEDAD Albert Einstein « Dicha fuerza es una ilusión, un efecto de la geometría del espacio- tiempo. La Tierra deforma el espacio-tiempo de nuestro entorno, de manera que el propio espacio nos empuja hacia el suelo ». Albert Einstein