de Newton
La atracción gravitatoria es un hecho natural que provoca que los cuerpos con masa o energía se atraigan entre sí, siendo más evidente en la interacción entre planetas, galaxias y otros elementos del universo. Esta fuerza es una de las cuatro interacciones fundamentales que afecta a los cuerpos en las proximidades de objetos astronómicos. También se conoce como interacción gravitatoria o gravitación. En el pasado, se ha utilizado el término fuerza de gravedad para referirse a este fenómeno, aunque en la actualidad la comunidad científica considera que esta expresión es incorrecta.
Teoría de la relatividad general fundamentos de la mecánica relativistaeditar
En la teoría de la relatividad general, Albert Einstein descubrió que la gravedad no es una fuerza real, sino una ilusión causada por la curvatura del espacio-tiempo debido a la masa de los objetos. En otras palabras, el espacio y el tiempo son afectados dinámicamente por la presencia de objetos masivos.
De acuerdo con Einstein, la idea del empuje gravitatorio es simplemente una ilusión, causada por la geometría del espacio-tiempo. Por ejemplo, si caminamos sobre un papel arrugado, sentiríamos que hay fuerzas que nos empujan en diferentes direcciones, pero en realidad solo hay pliegues en el papel. De manera similar, la masa de la Tierra deforma el espacio-tiempo a nuestro alrededor, lo que nos hace sentir que estamos siendo empujados hacia el suelo.
La curvatura del espacio-tiempo está representada por el tensor métrico, que sigue las ecuaciones de campo de Einstein. La llamada "fuerza de la gravedad" en la teoría newtoniana es simplemente un efecto de que un observador en reposo respecto a una fuente de campo no es un observador inercial. Por lo tanto, al aplicar las leyes de la relatividad a esta situación, se miden fuerzas ficticias representadas por los símbolos de Christoffel de la métrica del espacio-tiempo.
Quién fue Newton
De acuerdo al calendario juliano, utilizado en aquel entonces, Isaac Newton llegó al mundo en una celebración muy especial, el día de Navidad, el 25 de diciembre de 1642, sin embargo, según el calendario gregoriano, su fecha de nacimiento sería el 4 de enero de 1643.
Sus primeros años fueron transcurridos en Woolsthorpe, un pueblo en el condado de Lincolnshire, Inglaterra. Sus padres eran granjeros pero su padre falleció antes de que él naciera, dejando a su madre viuda. Esta, al casarse nuevamente y mudarse a una aldea cercana, dejó a Newton bajo el cuidado de su abuela materna.
Pero, el destino tenía preparado un giro importante en la vida de Newton ya que su madre quedó viuda por segunda vez y regresó a vivir con él. Aunque su madre lo sacó de la escuela debido a sus malas calificaciones y falta de interés por los estudios, uno de sus tíos maternos intervino para convencerla de que Newton era capaz de prepararse y ser admitido en Cambridge. A los 18 años, Newton se unió al Trinity College.
La Fuerza Atraccional entre Objetos Según las Leyes de Newton
La Ley de Gravedad Universal de Newton, basada en la afirmación de Kepler de que los planetas se mueven en órbitas elípticas, establece que la fuerza gravitacional entre dos objetos es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la distancia que los separa. Esta relación, conocida como la "raíz cuadrada invertida", fue derivada por Newton a través del estudio de la intensidad de la luz del sol.
De acuerdo con la ley, a medida que la distancia entre dos objetos se duplica, la intensidad de la fuerza gravitacional se reduce a la cuarta parte. Esto puede ser comparado con el ejemplo de la luz solar, cuya intensidad disminuye a medida que se aleja del sol.
Para Newton, era crucial entender que la ley de gravedad debía ser una relación de raíz cuadrada invertida, similar a la luz solar. Esto significa que la fuerza gravitacional se irradia en todas direcciones desde el cuerpo central.
Finalmente, el modelo gravitacional de Newton establece que las órbitas de los objetos que rodean un cuerpo central son secciones cónicas, donde la distancia entre los centros de masa de los objetos (r) y sus masas (m1 y m2) son factores determinantes de la fuerza gravitacional, representada por F y definida por la "Constante Gravitacional" (G).
Introduccióneditar
El término
Sin embargo, Albert Einstein, en su teoría de la relatividad general,
La Ley de la Gravitación Universal de Newton en la Mecánica Clásica
En la teoría de la gravitación de Newton, se establece que los efectos de la gravedad siempre son atractivos. La fuerza resultante se calcula a partir del centro de gravedad de ambos objetos. Para la Tierra, su centro de gravedad es su centro de masas, al igual que en la mayoría de los cuerpos celestes homogéneos. La ley newtoniana de la gravitación tiene un alcance teórico infinito, pero la fuerza disminuye a medida que la distancia entre los objetos aumenta. Además, Newton postuló que la gravedad es una fuerza de acción a distancia, que no se ve afectada por efectos relativistas.La ley de la gravitación universal establece que la fuerza entre dos objetos con masa m1 y m2 es proporcional al producto de sus masas y inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos. Esta fuerza se calcula utilizando un vector unitario que va desde la partícula 1 hasta la partícula 2, en la dirección del vector r21. La constante de gravitación universal, G, tiene un valor aproximado de 6,674 × 10^-11 N·m²/kg².
Los Planetas
Las primeras teorías sobre el universo eran "geocéntricas" - situaban a la tierra en el centro del universo mientras los planetas y estrellas giraban a su alrededor. Durante siglos, este modelo ptolemaico domino la ciencia hasta que el trabajo de meticulosos astrónomos como Tycho Brahe, Nicolaus Copernicus, Galileo Galilei y Johannes Kepler lo reemplazó por completo. La "Revolución Copernicana" colocó al sol en el centro del sistema solar y a los planetas, incluyendo la tierra, en órbita alrededor de él. Este significativo cambio en la percepción sentó las bases para que Isaac Newton comenzara a reflexionar...
Mucho tiempo atrás, las ideas dominantes eran "geocéntricas", con la tierra como centro del universo y los planetas y estrellas girando en torno a ella. Sin embargo, el trabajo de rigurosos astrónomos como Tycho Brahe, Nicolaus Copernicus, Galileo Galilei y Johannes Kepler hizo que esta visión del cosmos quedara obsoleta. La "Revolución Copernicana" desplazó al sol al centro del sistema solar, con los planetas, incluyendo nuestro planeta tierra, orbitándolo. Este cambio trascendental sentó las bases para que Isaac Newton diera sus primeros pasos en...
El Recorrido de la Teoría de la Gravedad a través del Tiempoeditar
De acuerdo con la teoría física de Aristóteles, uno de los antiguos filósofos griegos, los objetos experimentan una caída con una velocidad que va en proporción a su peso y en sentido opuesto a la densidad del fluido en el que se encuentran sumergidos. Esta hipótesis es adecuada para describir el movimiento de los objetos en el campo gravitatorio terrestre cuando estos se desplazan en el aire o en el agua (ver la teoría aristotélica de la física).
Estratón de Lámpsaco, discípulo de Aristóteles, rechazó la antigua creencia aristotélica de los "lugares naturales" y la sustituyó por una explicación mecánica en la que los objetos no ganan peso al caer, argumentando que el mayor impacto se debe a un incremento de la velocidad (ver Física mecanicista de Estratón).[4][5] Por otro lado, Epicuro, otro seguidor de Aristóteles, consideraba que el peso era una propiedad inherente de los átomos que afecta a su movimiento (ver la teoría atomista de Epicuro).[6]
Aristarco de Samos, un astrónomo y matemático griego, planteó la teoría de la heliocentricidad, sosteniendo que la Tierra gira alrededor del Sol en una cosmología basada en el movimiento del cuerpo celeste principal de nuestra galaxia (ver la teoría heliocéntrica de Aristarco).[7] Seleuco de Seleucia, seguidor de Aristarco, realizó una observación clave al señalar la relación entre la amplitud de las mareas y las fases de la Luna (ver el efecto gravitatorio de la Luna en el campo gravitatorio de la Tierra).[9]
