2. La Ley de gravitación universal

La ley de gravitación universal explica por qué hay atracción entre los cuerpos celestes y por qué esta fuerza disminuye cuando aumenta la distancia. La teoría de gravitación universal indica:

Analicemos esta ley en dos partes para entenderla mejor:

Toda partícula en el Universo atrae a otra con una fuerza que es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas.

Parte 1: “Toda partícula en el universo atrae a otra con una fuerza que es proporcional al producto de sus masas”. Esto significa que mientras más grande sean las masas, mayor será la fuerza de atracción entre dos partículas, y mientras más pequeñas, será menor.

Parte 2: “Toda partícula en el universo atrae a otra con una fuerza que es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas”.

En otras palabras, esto significa que si la distancia entre dos partículas aumenta el doble, la fuerza de atracción va disminuir cuatro veces. Si la distancia aumenta el triple, la fuerza de atracción disminuye nueve veces.

Del mismo modo, la fuerza gravitacional de los planetas mantiene en órbita a sus satélites (lunas). La gravitación del planeta Tierra se conoce también como gravedad. La ley de la gravedad fue descrita por Isaac Newton, tal como lo estudiamos en la unidad 3.

Tanto las leyes de Kepler como las de Newton han contribuido a explicar por qué los cuerpos celestes se mantienen en sus órbitas y no perdidos en el Universo.

Ejercicio 6

¿Recuerdas qué es la gravedad? Defínela acá con tus palabras:

Ejercicio 7

Analiza las siguientes figuras, e indica en cuál de las dos se aplica la Ley de gravitación universal.

A B

2.1 La definición moderna de la gravitación

Albert Einstein (1879 – 1955) fue un físico alemán considerado como el científico más destacado del siglo XX. Obtuvo el Premio Nobel de Física en 1921 por todas sus contribuciones al campo de la física.

Einstein propuso la teoría de la relatividad, que indica que cualquier fenómeno físico es relativo al estado del movimiento del observador, tanto en el tiempo como en el espacio. Esta teoría revolucionó el concepto de gravedad, pues postula que la gravedad no es una fuerza, como pensaba Newton, sino una deformación del espacio y del tiempo.

Gravedad según Newton

Gravedad según Einstein

A esta nueva teoría de la gravitación universal se le denomina teoría general de la relatividad que, en resumen, postula que la materia produce un efecto geométrico sobre el espacio y el tiempo. Dicho en otras palabras: el espacio y el tiempo se deforman en presencia de una masa. Si hay otras masas presentes, también se ven afectadas por esta deformación, y siguen trayectorias diferentes a las que seguirían si no existiera la deformación (en un espacio plano, sin ninguna masa presente). En un espacio deformado, la trayectoria de las masas se desvía, produciendo su aceleración, a lo que llamamos fuerza de gravedad.

Por ejemplo, si un insecto camina en una hoja de papel arrugada, sentirá fuerzas que lo empujan hacia diferentes direcciones. Lo que empuja a este insecto son los pliegues del papel, o sea, su geometría.

¿Y cómo puede deformarse el tiempo? El tiempo también varía según estemos cerca o lejos de una masa. Un reloj en el suelo marca más “despacio” los segundos, en comparación con un reloj que se encuentra a una gran altura, pues en el suelo hay más fuerza de gravedad, la cual va disminuyendo conforme se aleja del centro de la Tierra.

Navega en la red

Observa los siguientes videos para profundizar sobre la teoría de la relatividad: https://www.youtube.com/watch?v=cm1CUmJgnUY https://www.youtube.com/watch?v=peIBHt29HYA

Ejercicio 8

Busca en el diccionario el significado de la palabra relativo, y escríbelo aquí: