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Pregunta a eliax: ¿Qué es la Gravedad?
eliax id: 6420 josé elías en abr 6, 2009 a las 03:14 AM (03:14 horas)
Esta pregunta de hoy la pueden considerar una continuación a lo que escribí ayer en este artículo que les mostraba un video de lo que verían ustedes con sus ojos si un Agujero Negro se los tragara, por lo que recomiendo lean ese artículo primero (es bastante breve) antes de continuar leyendo aquí, ya que explica brevemente lo que es un Agujero Negro, y de cómo este distorsiona el espacio con su masa.

Regresando a la pregunta de hoy, ¿pero, y qué es la gravedad?

A simple vista la definición de la gravedad es "lo que hace que las cosas caigan", como si tiráramos una manzana hacia el aire, esta eventualmente regresa al piso.

Para entender lo que es la gravedad hay que entender que según Einstein y su Teoría de la Relatividad, el Universo en realidad es como una gelatina, la cual puede moldearse y "pincharse" y "apretarse" y "expandirse" según las fuerzas que hagan estas acciones.

Lo que crea estas distorsiones es la masa de los objetos. Mientras mas masivo es un objeto, mas distorsiona el espacio-tiempo del Universo a su alrededor.

Es como si tuviésemos una gelatina del tamaño de una cama, y encima de ellos pudiéramos una bola de boliche. Esta ejercería una gran distorsión en su centro, "hundiéndose" en el medio de la gelatina.

Similarmente, si ponemos una bola de futbol, aun esta tiene un tamaño muy similar a la de boliche, esta no se hundiría tanto como la bola de boliche, ya que pesa mucho menos. En otras palabras, lo que importa es cuan masivo es un objeto, no su tamaño.

Y siguiendo el ejemplo, si cerca de la bola de boliche, ponemos un bola de ping pong, y empujamos esta bola de ping pong alrededor del embudo creado por la bola de boliche, esta empezaría a dar vueltas alrededor de la bola de boliche, similar a como lo hace un bola en la ruleta de un casino.

Pues estas distorsiones del espacio-tiempo, es lo que es la gravedad.

Cuando Newton derivó sus "Leyes Universales", este asumió que el espacio era absoluto, y teorizó que la gravedad era en realidad un efecto de partículas llamadas "gravitones" que interactuaban entre un objeto y otro. Sin embargo, hoy sabemos que la gravedad en realidad es una distorsión en el espacio-tiempo relativo de Einstein, por lo que la razón por la cual estamos parados sobre la Tierra, y no nos vamos "flotando" hacia el espacio exterior, es porque la Tierra tiene tanta masa en comparación a nosotros, que esta ha literalmente curvado el espacio a su alrededor (como lo hace la bola de boliche en relación a la bola de ping pong), y nosotros estamos constantemente "cayendo" hacia su centro, como lo haría la bolita de ping long alrededor del embudo creado por la bola de boliche, y lo único que detiene esa caída es el suelo mismo en donde pisamos.

Algo curioso es que todo en el Universo crea estas distorsiones, pero estas no las notamos porque solo nos son aparentes en grandes campos gravitacionales. Por ejemplo, nuestro Sol también "curva" las luces de las estrellas antes de que estas lleguen a nosotros (cosa que predijo Einstein y que fue verificado posteriormente con un eclipse total de Sol). Inclusive, nuestros mismos cuerpos curvan el espacio-tiempo, así como lo hace cualquier otro objeto que tenga masa, pero nosotros lo hacemos de una manera tan sutil que es para todos los fines prácticos imperceptible.

Ahora, algunos se preguntarán, ¿pero por qué no "caen" los planetas hacia el Sol y se destruyen contra él? Pues la realidad es que eso es precisamente lo que está sucediendo, aunque no es tan sencillo entenderlo a simple vista.

Lo que ocurre es que en cierto punto cuando se creó el Sol, este surgió de unos grandes estallidos, que por la naturaleza de la explosión hizo que "las cosas giraran". Alrededor del Sol terminó una gran nube de polvo. Estos pedazos de polvo cósmico (noten que literalmente "polvo cósmico", pues provino de las estrellas) se empezaron a unir unos con otros debido a su atracción gravitacional, formando pedazos cada vez mas grandes hasta formar planetas, y continuar "girando" en torno al Sol.

Sin embargo, hay que entender también que la masa de estos planetas le da una inercia (o energía cinética) bastante grande, por lo que ni es fácil detenerlos, ni es fácil cambiarles el curso. Es decir, si se imaginan el ejemplo de una bolita en una ruleta de casino, es intuitivo que esta pronto caerá al centro. Pero si nos imaginamos ahora una rueda de ruleta de 1 kilómetro de ancho, con una bola de 10 metros de ancho, girando a cierta velocidad, es fácil también imaginarnos que esa gran bola no se detendrá fácilmente, y que podría tardar varios minutos, o incluso horas y días antes de que su energía se agote y esta reduzca su velocidad y caiga al centro de la ruleta.

Pero aquí hay otro componente: No solo todo depende de la masa, sino que de la "velocidad de escape" también. Así que por ejemplo, si volvemos a la pequeña bolita en una ruleta de casino, y en vez de tirar la bolita con las manos para que empiece a girar la tiramos con una escopeta, es también fácil de imaginarnos que esta en vez de eventualmente llegar al centro de la ruleta, es mas lógico que esta salga expulsada de la ruleta para nunca regresar debido a la velocidad con la cual fue lanzada.

Pues similarmente, hay que entender que nuestro Sistema Solar surgió hace miles de millones de años, y en esos inicios hubieron planetas que se escaparon del Sol debido a su velocidad, así como hubieron otros que fueron tragados por el Sol debido a que tenían poca energía cinética. Inclusive existen pruebas de colisiones anteriores entre algunos de los planetas que han quedado hoy día con otros ya desaparecidos.

Habiendo dicho eso, los planetas que tenemos son los que han quedado mas o menos en "equilibrio". Es decir, no van tan lentos como para ser tragador por el Sol, ni tan rápidos como para ser expulsados, lo que significa que tardarán centenares o miles de millones de años para que estos pierdan tanta energía como para no poder resistir mas los efectos del Sol.

Nota adicional: Habrán notado que utilizo la palabra "espacio-tiempo" y no solo "espacio". Eso se debe a que la gravedad también distorsiona el tiempo junto al espacio, de modo que los objetos que sienten una gran atracción gravitacional experimental el tiempo a un ritmo diferente en relación a objetos fuera de estos campos.

Inclusive, sabemos por las ecuaciones de Einstein que la aceleración y estos campos gravitacionales son equivalentes en cuanto a sus efectos en el tiempo, por lo que viajar cerca de la velocidad de la luz produce los mismos efectos de dilatación de tiempo que producen campos gravitacionales en torno a un Agujero Negro.

Y como siempre, pueden acceder a mas artículos similares en la sección de "Pregunta a eliax", y enviar sus preguntas por este medio.

autor: josé elías

Comentarios

  • Uhhh, realmente una difícil empresa saber qué es la gravedad, pasando casi tb a definir qué es el tiempo; entonces la gravedad sería una propiedad del espacio en presencia de un cuerpo con masa ?

    Eso sería análogo a decir que las fuerzas SON vectores... se comportan cómo vectores aunque la naturaleza misma de las fuerzas es extraño de definir, los mismos vectores se usan para fuerza gravitatoria y de campo eléctrico por ejemplo aunque ~sabemos~ que no son de igual naturaleza. No es lo mismo comportarse como que ser. Pero las definiciones ontológicas no son ususales en física, pero que no se confunda una perfecta descripción matemática del *comportamiento* de un fenómeno con la naturaleza íntima del fenómeno.

    Y el tiempo, claro si tenemos un reloj de péndulo en un planeta con un g de digamos 30 m/s*s va a ir más rápido, contrario a lo que define la relat. de einstein q dice q en un cuerpo masivo el tpo pasa más lento. Ésto de que la velocidad del tpo cambie en presencia de mayor o menor gravedad implica que el tiempo tiene masa o depende de una partícula con masa, ésto es el tiempo es *material* ?

  • Hace un tiempo que vengo notando que tienes mucho interes en instruir a las personas en cuanto a los problemas que encuentran a diario.. o simplemente contestando preguntas.

    Tambien me he fijado que das unas respuestas muy detallas. Queria que tomaras en consideracion el hacer o diseñar un area para estas respuestas extensas, o tutoriales que haces.
    Pues considero aveces (por lo menos a mi personalmente) estos tutoriales o explicaciones extensas tienden a quitar el animo de seguir leyendo a aquellos que no le interesa ese articulo en particular.

    Solo una idea.. para que tomes en consideración.

    • Hola!

      En ese caso algo fácil sería colocar un poco de ajax para que nada más apareciera una parte del artículo y luego abajo de éste un boton (o enlace) que diga "leer más" o "expander" y se complete el artículo.

      :) SAludos

  • Es bueno saber que antes de que los planetas del sistema solar sean atraídos por el sol, al sol se le acabara el combustible (átomos de hidrógeno que se fusionan en Helio) y este se convertirá en una gigante roja, luego en una enana blanca....y es posible que luego termine como supernova.

    Esto ocurriría dentro de unos 4 a 5 mil millones de años.

  • Personalmente, me encantan este tipo de articulos.

  • usas ejemplos tan gráficos que los niños deberían aprender de ellos. ( y los no tan niños como yo también)

  • Gravedad y fuerzas, ustedes creen que sea posible disparar balas curvas como en la película Wanted?

    http://vicente1064.blogspot.com/2008/09/las-balas-pueden-hacer-curvas-como-de.html

  • Muy interesante el artículo.

    En este párrafo:

    Pues similarmente, hay que entender que nuestro Sistema Solar surgió hace miles de millones de años, y en esos inicios hubieron planetas que se escaparon del Sol debido a su velocidad, así como hubieron otros que fueron tragados por el Sol debido a que tenían poca energía cinética.

    El uso correcto es hubo y no hubieron las 2 veces.

    Saludos.

  • Newton no andaba muy equivocado con su idea de los gravitones, pues la teoría cuántica de campos postula su existencia y actualmente hay varios laboratorios en el mundo en la búsqueda de estas esquivas y misteriosas partículas.

  • Mosca, solo es cuestión de explicar la opinión sobre el significado de algo, de lo contrario no sabriamos ni sumar ni se hubieran construido las pirámides, etc.

    Yo hago igual que eliax, deduzco los términos sobre los que trata la física y creo las fórmulas (matemáticas, físicas, estadísticas) aun cuando algunos ignorantes expertos en sus ramas las crean imposibles o como si fuera magia, si tenemos cerebro podemos teorizar, todo es fácil y posible, solo hace falta ganas de comprenderlo.

  • Quería sólo hacer notar que en el penúltimo párrafo Elías dice:

    "sabemos por las ecuaciones de Einstein que la velocidad y estos campos gravitacionales son equivalentes en cuanto a sus efectos en el tiempo"

    Que en realidad lo que son equivalentes son la aceleración y la gravedad. Supongo que lo que Elías quiso enfatizar es que la aceleración a su vez depende de la velocidad.

    Como segundo comentario decir que el gravitón debe de existir (todavía lo estamos buscando) aunque el modelo quántico estándar ha fallado en predecir su existencia.

    Más o menos la simple lógica para su predicción es esta:

    Todas las demás interacciones de fuerza en este universo se manifiestan a través de partículas: Electromagnética con el fotón, la nuclear fuerte con pión y gluón, y la nuclear débil con los bozones W y Z; por tanto la otra fuerza restante (Gravedad) debe de también hacerlo a través de una partícula.

    Este gravitón junto con el bosón de Higgs (responsable de la masa en la materia) es una de las cosas que esperamos que el VLC nos ayude a encontrar de una vez y por todas…


    Saludos,

    • Hola Paul,

      Gracias por la corrección de velocidad/gravedad cuando debió ser aceleración/gravedad. :)

      Sobre el gravitón, es cierto lo que dices, aunque el punto que quería hacer en el artículo es que la Gravedad no es lo que Newton imaginaba, sino que algo totalmente diferente.

    • En donde dije VLC debió de ser LHC. :-P, ando totalmente confundido con las siglas...

      Saludos,

      • Jeje.. parece que se ha confundido con el reproductor VLC :P,

        Saludos.

  • Para practicar un poco con la gravedad:

    http://isthis4real.com/orbit.xml

  • Me parecio muy interesante este articulo que publicaste y me gusto la forma en que planteaste tus comentarios en base a teorias ya antes propuestas...

  • ¿Newton y gravitones? Me ha sorprendido en sobremanera esa relación antinatura. Por lo demás, sigue así con estos maravillosos artículos. Quería tener un esquema fácil de explicar de la gravedad y aquí está, muchísimas gracias.

    Saludos

  • sigo sin entender la idea de el tiempo varía en funcion de tu masa.
    Sinceramente me parece un disparate decir que el tiempo se puede modificar... el pendulo gigante se moverá de distinta manera debido a su tamaño, pero no marcará realmente el tiempo y los segundos...
    si tienes la misma conciencia pero un cuerpo que ocupa todo el sistema solar, seguiras calculando mentalmente un segundo, y veras los planetas moverse al mismo ritmo, y la tierra tardará 365 dias en dar una vuelta.

    Necesito que alguien me de una explicacion factible sobre el tiempo o el espacio-tiempo, ya que tiendo a pensar que algunos grupos de cientificos estan proponiendo lo del espacio tiempo como adelanto para investigar formas de viaje interestelar obviamente fallidas.

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