La gravedad es el fenómeno por el cual todas las partículas o cuerpos masivos ejercen una fuerza de atracción sobre todas las demás partículas con masa en todo el universo. Masivo no significa grande, sino cualquier cosa que posea masa. Por ejemplo, la Tierra está ejerciendo una fuerza sobre el bolígrafo de mi escritorio, esta fuerza no es la gravedad en sí misma, sino que se debe a la gravedad. Tampoco la Tierra ejerce una fuerza sobre la pluma, sino que la pluma ejerce una fuerza sobre la Tierra, aunque los efectos de esta fuerza son tan pequeños que resultan indetectables. En la mecánica newtoniana, esta fuerza se describe mediante la ecuación:
F = Gm1m2 / r2 donde F es la fuerza entre las masas, G es la constante gravitacional, m1 es la masa del primer objeto, m2 es la masa del segundo objeto y r es la distancia entre los dos objetos. Isaac Newton formuló esta ley alrededor de 1700, y se puede encontrar más información en
en.wikipedia.org/wiki/Newton 's_law_of_universal_gravitation.
Sin embargo, Newton admitió que no tenía idea de qué causaba esta misteriosa fuerza de atracción entre los cuerpos. No fue hasta 1916, cuando Albert Einstein publicó su teoría general de la relatividad, que la pregunta "¿qué es la gravedad?" podría responderse con más detalle, aunque su teoría puede que todavía no sea correcta y, a medida que la ciencia desarrolle, nuestra comprensión de lo que realmente es la gravedad puede progresar.
Einstein formuló por primera vez su teoría especial de la relatividad como precursora de su teoría general posterior. La teoría especial de la relatividad es la teoría utilizada para explicar algunos fenómenos descubiertos experimentalmente por Michelson y Morley. Antes de Einstein se sabía que la luz exhibía propiedades de onda (como difracción y reflexión), por lo que había bases sólidas para creer que la luz era una onda. (Ahora pensamos en la luz, y de hecho en todas las partículas en la escala cuántica o diminuta, como una onda y una partícula simultáneamente, aunque esta naturaleza dual aparentemente paradójica recién se estaba descubriendo en ese momento). una onda, tenía sentido que las ondas se propagaran a través de algún medio, que se llamaba éter. Dado que la Tierra viajaba a través del espacio, viajaba a través del éter,y así, mientras circunnavegaba el Sol, debería haber pasado en dos direcciones diferentes a través del éter. Esto debería haber causado que la luz que pasa a través del aparato de Michelson y Morley se mueva un poco más lento en una dirección que en otra. Sin embargo, se encontró que la velocidad de la luz se mantuvo constante para todos los observadores. Un ejemplo práctico explicará cuán contradictoria es esta idea. Imagine dos automóviles en la autopista, viajando a la misma velocidad de 70 millas por hora en relación con un observador parado al costado de la carretera. Si el hombre en el automóvil de detrás disparara una bola de pintura al automóvil de adelante a 100 millas por hora en relación con él mismo, el observador diría que la bola de pintura se fue a 170 millas por hora, 100 debido al disparo de la pistola y 70 porque el coche viajaba a 70 millas por hora de todos modos. Sin embargo,el hombre en el auto de adelante juzgaría que, en relación con él mismo, la bola de pintura iba a solo 100 millas por hora, ya que el disparo se dispara a 100 millas por hora en relación con él y el auto de atrás. Hasta ahora las cosas son como cabría esperar. Sin embargo, si el automóvil de detrás hubiera disparado un láser, que viajaría a la velocidad de la luz, entonces tanto el observador como el automóvil de adelante dirían que el rayo láser había viajado a la misma velocidad, es decir, 300,000 kilómetros por segundo (a 2 cifras significativas). Los "extra" 70 millas por hora que el auto estaba haciendo no tienen ningún efecto sobre la velocidad de la luz. Esta situación es análoga al experimento de Michelson-Morley, y la explicación de Einstein fue que el movimiento relativo hace que el tiempo se vea más lento y las distancias disminuyan.También reemplazó la noción de que el espacio y el tiempo son dos cosas muy separadas por un concepto de espacio-tiempo, y explicó los efectos relativistas en términos de rotaciones a través de esto.
Habiendo descubierto el espacio-tiempo, Einstein planteó la hipótesis de que la materia hace que el espacio-tiempo se doble. Por ejemplo, un cuerpo grande como el Sol hace que exista un gran "pozo" en el espacio-tiempo; Las órbitas que toman los planetas alrededor del Sol se deben a que los planetas toman la distancia más corta entre dos puntos en una superficie curva. Pensamos en la distancia más corta entre dos puntos como una línea recta, pero en una superficie curva este no es el caso. Por ejemplo, la distancia más corta entre dos puntos en un globo es un arco de un círculo (un "gran círculo") centrado en el centro de la Tierra, que parece intuitivo cuando se mira en un globo. Si dibujara esta línea en un mapa plano, entonces la línea recta dibujada entre dos puntos no sería la misma distancia, el camino más corto entre los puntos sería el arco del "gran círculo",que sería una curva en el mapa. De manera análoga, vemos a los planetas tomando trayectorias curvas alrededor del Sol, de hecho a través del espacio-tiempo van en línea recta. Sin embargo, nuestro "mapa" del universo está restringido a no ver los "pozos" y "colinas" en el espacio-tiempo, y atravesar una de las dimensiones (que llamamos tiempo) a un ritmo tremendo, por lo que vemos las órbitas. los planetas toman como elípticos. Entonces, la gravedad podría describirse como la curvatura del espacio-tiempo causada por objetos masivos.y atravesar una de las dimensiones (que llamamos tiempo) a un ritmo tremendo, por lo que vemos las órbitas que toman los planetas como elípticas. Entonces, la gravedad podría describirse como la curvatura del espacio-tiempo causada por objetos masivos.y atravesar una de las dimensiones (que llamamos tiempo) a un ritmo tremendo, por lo que vemos las órbitas que toman los planetas como elípticas. Entonces, la gravedad podría describirse como la curvatura del espacio-tiempo causada por objetos masivos.
Para obtener más información sobre la relatividad, hay muchos buenos libros como "El ABC de la relatividad" de Bertrand Russell, que fue la fuente principal de este artículo.
en.wikipedia.org/wiki/Theory_of_relativity también es una buena fuente.
La teoría de Einstein sigue siendo solo una teoría y, por lo tanto, podría estar equivocada. Hay muchas otras teorías que intentan fusionar la gravedad con las otras fuerzas de la naturaleza, como la gravedad de bucle cuántico. Sin embargo, la teoría de la relatividad general de Einstein revolucionó la forma en que pensamos sobre el universo y sobre el espacio, el tiempo, la masa, la energía y la gravedad.