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10 teorías y hechos que no sabías sobre la gravedad
Nuestra relación con la gravedad nos lleva a cada uno de nosotros al primer grado, cuando inicialmente aprendimos acerca de esta fuerza asombrosa. Sin embargo, la gravedad es mucho más que la fuerza que nos sostiene en la Tierra.
En la escuela, aprendemos algunas ideas básicas sobre la gravedad. Pero estos dan lugar a muchos conceptos erróneos y lagunas en nuestra comprensión de esta importante fuerza física. Aquí hay 10 teorías y hechos alucinantes que probablemente no aprendiste sobre la gravedad.
10 La gravedad es una teoría, no una ley
Es un mito que la gravedad es una ley científica. Si hicieras una búsqueda en línea sobre la gravedad, probablemente verías muchos artículos apareciendo sobre la ley de la gravedad. Sin embargo, en el mundo científico, las leyes y las teorías son muy diferentes. Una ley científica es un hecho que se basa en datos y relaciones que describen exactamente lo que está sucediendo. En contraste, una teoría es una idea que se utiliza para explicar por qué ocurren ciertos fenómenos.
Cuando pensamos en la gravedad utilizando las definiciones de leyes y teorías científicas, queda claro por qué la gravedad es una teoría y no una ley. Los científicos no han podido medir la gravedad de cada estrella, luna, planeta, asteroide o átomo en el universo.
La Voyager 1 (una sonda espacial hecha por el hombre) ha viajado aproximadamente 21 mil millones de kilómetros (13 mil millones de millas) desde la Tierra. Esta nave ha dejado nuestro sistema solar pero no por mucho. Solo con ver el viaje de décadas de Voyager 1 solo, es obvio por qué los científicos no han podido estudiar la gravedad de cada estrella, luna, planeta, asteroide y átomo. ¡Nuestro universo es tan grande!
9 Hay lagunas en la teoría de la gravedad
Después de aprender que la gravedad es solo una teoría, se lanza otra bola curva a algunos de nosotros. Algunas lagunas en la teoría de la gravedad sugieren que no es tan creíble como alguna vez pensamos en el primer grado. Muchos de estos vacíos tienen que ver con lo que podemos ver en nuestro sistema solar, pero algunos pueden verse aquí en la Tierra.
Por ejemplo, según la teoría de la gravedad, la fuerza gravitatoria del Sol sería mucho mayor en la Luna que la fuerza gravitacional de la Tierra. Así, la Luna giraría alrededor del Sol en lugar de la Tierra. Los científicos han demostrado que la Luna gira alrededor de la Tierra, lo cual podemos ver simplemente observando el cielo nocturno.
En la escuela, también aprendimos sobre Isaac Newton, el "descubridor" de la gravedad que reconoció una brecha potencial en la teoría. Newton creó una nueva rama de las matemáticas llamada fluxiones, que utilizó para desarrollar la teoría de la gravedad. Puede que las fluxiones no nos suenen familiares, pero lo que finalmente se convirtió en voluntad.
Hoy lo llamamos cálculo. Aunque muchos de nosotros estudiamos el cálculo en algún momento de nuestras vidas, esta área de las matemáticas también ha demostrado tener fallas. Por lo tanto, puede haber fallas en cómo Newton "probó" su teoría de la gravedad.
8 ondas gravitacionales
La teoría general de la relatividad de Albert Einstein (también conocida como la teoría de la gravedad de Einstein) se propuso en 1915. Casi al mismo tiempo, también se formuló la hipótesis de un fenómeno llamado ondas gravitacionales. No fue hasta 1974 que esta teoría fue probada.
Las ondas gravitacionales son ondas en el continuo espacio-tiempo causadas por acontecimientos violentos en el universo. Estos sucesos pueden ser desde la colisión de agujeros negros hasta la rotación inestable de las estrellas de neutrones y la supernova. Cuando ocurre uno de estos eventos, las ondas gravitacionales ondulan de la escena, como las ondas que se alejan de una roca lanzada al agua. Las ondas viajan a la velocidad de la luz a través del universo.
Como no vemos estos eventos catastróficos sucediendo todo el tiempo en nuestro universo, se necesitan muchos años para observar las ondas gravitacionales. Por eso se tardaron casi 60 años en demostrar que las ondas gravitacionales existen.
Durante más de 40 años, los científicos han estado monitoreando su primer descubrimiento de ondas gravitacionales, la que probó que existían. Estas ondas fueron causadas por dos estrellas densas y pesadas orbitándose entre sí debido a la atracción gravitatoria. Con el tiempo, se observó que las estrellas estaban orbitando más cerca unas de otras a la velocidad prevista por la teoría de Einstein. Así, se comprobó que las ondas gravitacionales existen.
7 agujeros negros y gravedad
Los agujeros negros son uno de los mayores misterios del universo. Se forman cuando una estrella colapsa sobre sí misma, lo que crea una supernova. Esta supernova expulsará partes de la estrella al espacio y puede crear una región en el espacio donde la gravedad es tan fuerte que la luz no puede escapar de él: el agujero negro. La gravedad no forma agujeros negros, pero juega un papel clave para ayudarnos a comprender y aprender sobre ellos.
La gravedad de los agujeros negros ayuda a los científicos a encontrarlos en el universo. Dado que la fuerza de la gravedad es tan fuerte, los científicos ven la fuerza gravitacional de otras estrellas o gases que los rodean. El agujero negro puede incluso extraer estos gases para iluminar un disco alrededor de sí mismo. Sin la gravedad extrema de los agujeros negros, es posible que nunca hayamos sabido que existían.
6 La teoría de la materia oscura y la energía oscura
Alrededor del 68 por ciento del universo está formado por energía oscura, y alrededor del 27 por ciento está formado por materia oscura. Aunque hay mucha materia oscura y energía oscura en nuestro universo, no sabemos mucho sobre ellos.
Sin embargo, sí sabemos que la energía oscura tiene muchas propiedades. La teoría de la gravedad de Einstein también tuvo un papel importante en ayudar a los científicos a ver que la energía oscura puede expandirse y hacer más espacio. Al usar la teoría de Einstein, los científicos inicialmente pensaron que la gravedad tenía que reducir la expansión del universo a medida que pasaba el tiempo.
Luego, en 1998, el Telescopio Espacial Hubble mostró que el universo se estaba expandiendo cada vez más rápido. Así, los científicos sabían que la teoría de la gravedad no podía explicar lo que estaba sucediendo en nuestro universo.Ellos plantearon la hipótesis de la existencia de materia oscura y energía oscura para explicar la forma en que el universo se estaba expandiendo a un ritmo creciente a lo largo del tiempo.
5 Gravitones
Cuando aprendemos sobre la gravedad en la escuela, aprendemos que es una fuerza. Pero puede ser incluso más que eso. La gravedad en realidad podría ser una partícula llamada gravitón.
Los gravitones serían la unidad básica de gravedad y emitirían una fuerza gravitacional. Los físicos no han detectado ningún gravitón, pero tienen muchas teorías acerca de por qué deberían existir. Una de estas teorías es que la gravedad es la única fuerza (de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza) en la que no se ha detectado una unidad básica.
Aunque los gravitones pueden existir, sería extremadamente difícil identificarlos. Los físicos teorizan que las ondas gravitacionales están hechas de gravitones. Para buscar ondas gravitacionales, podríamos hacer un experimento simple en el que rebotamos la luz de los espejos para ver los cambios en su separación.
Desafortunadamente, esto no funcionaría para detectar los diminutos cambios de distancia causados por los gravitones. Los físicos necesitarían usar espejos que sean tan pesados que colapsen y formen agujeros negros.
Así que eso no va a suceder en un futuro próximo. Por ahora, los físicos están mirando hacia el universo (lo más grande que pueden) para ayudarlos a detectar los efectos de los gravitones.
4 Creación potencial de los agujeros de gusano
Los agujeros de gusano son un gran misterio en nuestro universo. ¿No sería genial atravesar un túnel espacial a la velocidad de la luz para viajar a otra galaxia? Bueno, si los agujeros de gusano existen en algún lugar de nuestro universo, eso podría ser posible. En este momento, no hay pruebas de que existan, pero los físicos creen que una forma de crearlos sería con la gravedad.
Al utilizar la teoría de la relatividad general de Einstein, el físico Ludwig Flamm describió cómo la gravedad puede doblar el espacio-tiempo, lo que en teoría podría hacer que se formen agujeros de gusano. Por supuesto, también existen otras teorías sobre la formación de agujeros de gusano.
3 planetas ejercen una fuerza gravitacional sobre el sol
Sabemos que el Sol ejerce una fuerza gravitatoria en todos los planetas de nuestro sistema solar para que orbitan alrededor del Sol. De la misma manera, la Tierra ejerce una fuerza gravitatoria en la Luna, por lo que también orbita la Tierra.
Sin embargo, cada planeta u otro objeto con masa en nuestro sistema solar también ejerce una fuerza gravitatoria sobre el Sol, otros planetas y cualquier otro objeto que tenga masa. El grado de fuerza ejercido depende de la masa de los objetos y la distancia entre ellos.
En nuestro sistema solar, es por eso que cada objeto con masa gira alrededor del Sol. Tiene el mayor tirón gravitacional. De hecho, cada objeto con masa en el universo ejerce su propia fuerza gravitatoria sobre cualquier otro objeto que tenga masa, incluso si están separados por años luz.
2 microgravedad
Todos hemos visto fotos o escuchado historias de astronautas que flotan en el espacio porque no hay gravedad. Aunque esta es una representación común en las películas, en realidad hay gravedad en el espacio.
Se llama microgravedad porque es una cantidad tan pequeña. Esta microgravedad crea el efecto de que los astronautas parecen carecer de peso en el espacio. Sin la gravedad en el espacio, los planetas no orbitarían el Sol y la Luna no orbitaría la Tierra.
La gravedad se rompe y se debilita con la distancia. En el espacio, hay microgravedad porque todo está mucho más alejado que en la Tierra, donde la gravedad es más fuerte.
La gravedad también se debilita en el nivel muy pequeño. Piensa en el átomo. Es tan pequeño que tendrá una fuerza gravitatoria muy débil asociada a él. Cuando los átomos se combinan, su fuerza se vuelve más fuerte.
1 viaje en el tiempo
Viajar en el tiempo es un misterio que nos ha fascinado durante años. Muchas teorías, incluida la teoría de la gravedad, podrían explicar por qué puede existir realmente el viaje en el tiempo. La gravedad produce una curva en el espacio-tiempo, lo que hace que los objetos se muevan en una trayectoria curva. Como resultado, los objetos en el espacio se mueven ligeramente más rápido en relación con los que están en el suelo en la Tierra. Para ser exactos, los relojes de los satélites espaciales ganan 38 microsegundos por día.
Dado que la gravedad en el espacio hace que los objetos se muevan más rápido en el espacio que en la Tierra, se considera que los astronautas viajan en el tiempo cuando regresan a la Tierra. El efecto sobre los astronautas es tan pequeño que no lo notarías. Pero sí plantea la pregunta: ¿podría la gravedad eventualmente causar el tipo de viajes en el tiempo que vemos en las películas?