Gravedad: apenas pensamos en eso, al menos hasta que nos deslizamos sobre el hielo o tropezamos con las escaleras. Para muchos pensadores antiguos, la gravedad ni siquiera era una fuerza: era solo la tendencia natural de los objetos a hundirse hacia elcentro de la Tierra, mientras que los planetas estaban sujetos a otras leyes no relacionadas.
Por supuesto, ahora sabemos que la gravedad hace mucho más que hacer que las cosas se caigan. Gobierna el movimiento de los planetas alrededor del Sol, mantiene las galaxias juntas y determina la estructura del universo mismo. También reconocemos que la gravedad es una de lascuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, junto con el electromagnetismo, la fuerza débil y la fuerza fuerte.
La teoría moderna de la gravedad, la teoría general de la relatividad de Einstein, es una de las teorías más exitosas que tenemos. Al mismo tiempo, todavía no sabemos todo sobre la gravedad, incluida la forma exacta en que encaja con elotras fuerzas fundamentales. Pero aquí hay seis hechos importantes que sabemos sobre la gravedad.
1. La gravedad es, con mucho, la fuerza más débil que conocemos. La gravedad solo atrae, no hay una versión negativa de la fuerza para separar las cosas. Y si bien la gravedad es lo suficientemente poderosa como para mantener las galaxias juntas, es tan débil que la superas todos los días. Si recoges un libro, tú 'contrarrestar la fuerza de la gravedad de toda la Tierra.
En comparación, la fuerza eléctrica entre un electrón y un protón dentro de un átomo es aproximadamente un quintillón es decir, uno con 30 ceros después veces más fuerte que la atracción gravitacional entre ellos. De hecho, la gravedad es tan débil que noNo sé exactamente qué tan débil es.
2. Gravedad y peso no son lo mismo. Los astronautas en la estación espacial flotan, y a veces decimos perezosamente que están en gravedad cero. Pero eso no es cierto. La fuerza de gravedad sobre un astronauta es aproximadamente el 90 por ciento de la fuerza que experimentarían en la Tierra. Sin embargo, los astronautas no tienen peso., dado que el peso es la fuerza que ejerce el suelo o una silla o una cama o lo que sea sobre la Tierra.
Tome una báscula de baño en un elevador en un gran hotel elegante y párese sobre ella mientras sube y baja, ignorando cualquier aspecto escéptico que pueda recibir. Su peso fluctúa y siente que el elevador se acelera y desacelera, pero la fuerza gravitacional eslo mismo. En órbita, por otro lado, los astronautas se mueven junto con la estación espacial. No hay nada que los empuje contra el costado de la nave espacial para hacer peso. Einstein convirtió esta idea, junto con su teoría especial de la relatividad, en generalrelatividad.
3. La gravedad crea ondas que se mueven a la velocidad de la luz. La relatividad general predice ondas gravitacionales. Si tiene dos estrellas o enanas blancas o agujeros negros encerrados en órbita mutua, se acercan lentamente a medida que las ondas gravitacionales transportan energía. De hecho, la Tierra también emite ondas gravitacionales mientras orbita alrededor del sol, perola pérdida de energía es demasiado pequeña para notarla
Hemos tenido evidencia indirecta de ondas gravitacionales durante 40 años, pero el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser LIGO solo confirmó el fenómeno este año. Los detectores detectaron una explosión de ondas gravitacionales producidas por la colisión de dos agujeros negrosa más de mil millones de años luz de distancia.
Una consecuencia de la relatividad es que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz en el vacío. Eso también se aplica a la gravedad: si algo drástico le sucediera al sol, el efecto gravitacional nos alcanzaría al mismo tiempo que la luz del sol.evento.
4. Explicar el comportamiento microscópico de la gravedad ha arrojado a los investigadores a un bucle. Las otras tres fuerzas fundamentales de la naturaleza son descritas por las teorías cuánticas en las escalas más pequeñas, específicamente, el Modelo Estándar. Sin embargo, todavía no tenemos una teoría cuántica de la gravedad totalmente funcional, aunque los investigadores lo están intentando.
Una vía de investigación se llama gravedad cuántica de bucles, que utiliza técnicas de la física cuántica para describir la estructura del espacio-tiempo. Propone que el espacio-tiempo es como partículas en las escalas más pequeñas, de la misma manera que la materia está hecha de partículasLa materia estaría restringida a saltar de un punto a otro en una estructura flexible similar a una malla. Esto permite que la gravedad cuántica del bucle describa el efecto de la gravedad en una escala mucho más pequeña que el núcleo de un átomo.
Un enfoque más famoso es la teoría de cuerdas, donde las partículas, incluidos los gravitones, se consideran vibraciones de cuerdas enrolladas en dimensiones demasiado pequeñas para que los experimentos puedan alcanzarlas. Ni la gravedad cuántica de bucles ni la teoría de cuerdas, ni ninguna otra teoríaactualmente puede proporcionar detalles comprobables sobre el comportamiento microscópico de la gravedad.
5. La gravedad puede ser transportada por partículas sin masa llamadas gravitones. En el modelo estándar, las partículas interactúan entre sí a través de otras partículas portadoras de fuerza. Por ejemplo, el fotón es el portador de la fuerza electromagnética. Las partículas hipotéticas para la gravedad cuántica son gravitones, y tenemos algunas ideas de cómo deberíanfuncionan desde la relatividad general. Al igual que los fotones, los gravitones probablemente no tienen masa. Si tuvieran masa, los experimentos deberían haber visto algo, pero no descarta una masa ridículamente pequeña.
6. La gravedad cuántica aparece en la longitud más pequeña que cualquier cosa puede ser. La gravedad es muy débil, pero cuanto más cerca están dos objetos, más fuerte se vuelve. En última instancia, alcanza la fuerza de las otras fuerzas a una distancia muy pequeña conocida como la longitud de Planck, muchas veces más pequeña que el núcleo de un átomo.
Ahí es donde los efectos de la gravedad cuántica serán lo suficientemente fuertes como para medir, pero es demasiado pequeño para que cualquier experimento lo pruebe. Algunas personas han propuesto teorías que permitirían que la gravedad cuántica se muestre cerca de la escala milimétrica, pero hasta ahora no hemos 'He visto esos efectos. Otros han estudiado formas creativas de aumentar los efectos de la gravedad cuántica, utilizando vibraciones en una gran barra de metal o colecciones de átomos mantenidos a temperaturas extremadamente frías.
Parece que, desde la escala más pequeña hasta la más grande, la gravedad sigue atrayendo la atención de los científicos. Tal vez eso sea un consuelo la próxima vez que caigas, cuando la gravedad también atraiga tu atención.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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