La gravedad es una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo, la más débil entre las cuatro. Aún así, es lo que mantiene a los planetas en órbita alrededor del Sol y todos los demás objetos en su lugar en el universo mismo. En el espacio profundo, la gravedad reúne a la materia para formar estrellas, galaxias, agujeros negros, etc. La primera persona en describirlo de manera integral fue Isaac Newton. Utilizó la ley universal de la gravitación para describir cómo funciona la gravedad. Gracias a él, conocemos dos objetos en el universo que tienen una masa que ejerce una atracción gravitatoria entre sí. Cuanto mayor sea la masa y cuanto más cerca estén los dos objetos, más fuerte será la fuerza de la gravedad.
Sin embargo esto solo describe el fenómeno en parte. Básicamente, fue una descripción más detallada que simplemente algo que hace que cualquier objeto que no esté apoyado caiga al suelo. Einstein dio el siguiente paso al describirlo con su Teoría de la Relatividad. Einstein propuso que el espacio y el tiempo eran lo mismo y que servían de “tejido” del universo. Afirmó que la gravedad era simplemente una curvatura en el espacio-tiempo creada por un objeto masivo de la misma manera que una pieza de tela se curvaría si se estirara y se colocara un objeto pesado sobre ella. Esta curvatura en el espacio creada por un objeto con mayor masa que los objetos que lo rodean causaría que los objetos de menor masa caigan hacia el objeto más masivo.
Pero entonces esto solo describe la gravedad a gran escala. La Ley de gravitación universal de Newton establece correctamente que la gravedad afectó a todas las cosas con masa en el universo. Aquí es donde entró la física cuántica. La física cuántica introdujo la existencia de partículas aún más pequeñas que los neutrones, los electrones y los protones para describir la interacción de la materia tal como se ve en la microescala. La física cuántica propuso una partícula teórica llamada gravitón que controla la gravedad.
Tanto para nuestra comprensión actual de la gravedad. Sigue siendo uno de los misterios de la física y el mayor obstáculo para una teoría universal que describe con precisión las funciones de cada interacción en el universo. Si pudiéramos entender completamente la mecánica detrás de esto, aparecerían nuevas oportunidades en aeronáutica y otros campos.
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Sin embargo, para entender mejor la gravedad hay una teoría muy interesante. Minkowski demostró que la teoría especial de la relatividad podía expresarse de una manera interesante. Según esta teoría, cuando un objeto se mueve a través del espacio, también se mueve a través del tiempo. Tomaría un cierto tiempo para viajar desde el punto A al punto B. Por otro lado, incluso si el objeto está en reposo (sin moverse) todavía se está moviendo a través del tiempo a la velocidad de la luz.
Por ejemplo, un árbol estuvo aquí en 2010, todavía está aquí hoy. No se ha movido en el espacio, pero se ha movido en seis años en el tiempo. En otras palabras, todo en el universo está viajando a través del tiempo, ya sea que viajen o no a través del espacio, pero cuando los objetos viajan a través del espacio, viajan menos en el tiempo. Esto no es observable en nuestra vida cotidiana, pero se puede observar a velocidades relativistas como “dilatación del tiempo”. Por ejemplo, por cada día que un objeto viaja al 99% de la velocidad de la luz, pasarían 7 días para el observador en reposo. Y a la velocidad de la luz, el objeto ya no se mueve en el tiempo. En otras palabras, el movimiento en el tiempo agregado al movimiento en el espacio es igual a la velocidad de la luz.
De ello se deduce que, cuando un objeto masivo está presente en el espacio-tiempo, lo distorsiona, de modo que si bien sigue siendo cierto que viajar por el espacio hace que viajes a través del tiempo, viajar a través del tiempo ahora te hace acelerar a través del espacio. En otras palabras, solo por existir, el objeto está obligado a moverse a través del espacio, esto es la gravedad.
Esta teoría de la gravedad se explica en la Relatividad General. Explica, de golpe, todas las propiedades observadas de la gravedad. Por ejemplo, el hecho de que actúa por igual en todos los objetos y sustancias se hace evidente cuando se piensa en la gravedad como una distorsión del espacio-tiempo en lugar de una fuerza. Imagina que viajas en un espacio libre, cuando te encuentras con un planeta cercano. No serías consciente de que algo te está sucediendo, no sentirías ninguna fuerza, pero descubrirías que comenzaste a acelerar hacia el planeta. Eso es gravedad.
Puedes pensar que no “sentimos” la gravedad. Pero a medida que pasas por el tiempo, la distorsión del espacio-tiempo causada por la presencia de la tierra acelera tu cuerpo hacia el centro de la tierra. Sin embargo, cuando tus pies tocan el suelo, el suelo ejerce una fuerza sobre los pies en una dirección hacia arriba. En otras palabras, se está acelerando hacia arriba con respecto al espacio-tiempo por la fuerza del suelo que actúa sobre sus pies. Es exactamente igual a la fuerza que parece empujarlo hacia atrás en su asiento de seguridad cuando acelera, lo que realmente está sucediendo es que el asiento lo está empujando hacia adelante.
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