¿Por qué disminuye la fuerza de la gravedad al aumentar la distancia?

Si le preguntas a Isaac Newton , te dirá que la fuerza de la gravedad obedece a una ley que dice que la gravedad disminuye con el cuadrado de la distancia, y eso es todo lo que sabe.

Si le preguntas a Albert Einstein , él te dirá que las deformaciones masivas espacio-tiempo, y el efecto se reduce en el cuadrado de la distancia por razones que tienen que ver con el número de dimensiones y la consistencia de las matemáticas espacio-tiempo.

Si le pregunta a un físico moderno de partículas , él o ella le explicarán que las partículas de gravitón llevan la fuerza de la gravedad y se dispersan a medida que se alejan, de modo que la densidad disminuye con el cuadrado de la distancia.

Luego comenzarán a discutir con Albert sobre los detalles, y ambos se sentirán muy frustrados porque no todas sus predicciones coinciden perfectamente.

El teórico de cuerdas se pondrá a trabajar en este punto y afirmará que tiene maneras de hacer que los resultados de Albert coincidan con los del físico de partículas, pero muy pocas personas pueden entender sus matemáticas, y nadie tiene una buena manera de probar las ideas del teórico de cuerdas.

Entonces, aunque sabemos que la gravedad disminuye con la distancia , y tenemos algunas ideas sobre cómo , aún no tenemos todos los detalles sobre por qué .

La gravedad es causada por la masa, por lo que la pregunta real es por qué la masa se acumula en cosas como los planetas y no se convierte en una gran bola.

La ley de la gravedad de Newton es que para dos masas M y m, separadas por R, la fuerza F = GMm / R². La teoría es lo suficientemente buena para que hagamos citas a largo plazo entre satélites lanzados y piezas de roca que orbitan alrededor del Sol, por lo que cualquier variación de la teoría debe ser leve.

La acción a distancia es espeluznante, y uno intenta localizarla. Lo que esto significa es que la roca que golpeó el agua no hundió el barco, sino que causó olas que viajaron al barco, y las olas lo hundieron.

[b] Teoría del flujo [/ b]

Se supone que M es una fuente de flujo o partículas de campo que se irradian hacia afuera. Dado que una capa de partículas, una vez creada, no se puede agregar, el producto de la densidad de estos elementos de flujo (D) y el área de la esfera (A) es una constante, por ejemplo

DA = 4pi. METRO

Las partículas de flujo individuales se convierten en fuerza-deja, y cuando cada fuerza-deja chocar con m, atrae a m en la dirección de M, de modo que obtenemos un campo g = GD, y luego la fuerza en F = mg = m GD = GMm 4pi / A. Pero aquí A es la superficie de la esfera, que es 4pi R², entonces F = GMm / R².

[b] Teoría de la curvatura [/ b]

El modelo de curvatura supone que la masa produce espacio extra, y el espacio produce tensión. La cantidad extra de tensión así producida es hacia el objeto pesado M, y eso es lo que hace que la gravedad. La geometría por sí misma es incapaz de producir una fuerza.

Con un poco de movimiento, puede mostrar que la circunferencia a una distancia R es 2pi (R + µ), donde µ = GM / c². Lo que sucede es que una vez que eliminamos la fuerza geométrica igual, la masa M está rodeada por círculos sobre los cuales µ se distribuye en una distancia de R. Es decir, la circunferencia en R pertenece a un radio R + µ.

En cualquier punto local, la cantidad de espacio adicional es (R + µ) / R, es decir, la tensión neta es µ / R. Como el campo es la tensión en R + x, menos que en Rx, dividida por 2x, entonces encontramos que µ / (R + x) hacia afuera, y µ / (Rx) hacia adentro, o µ (Rx) / (R²- x²) hacia el exterior, y µ (R + x) / (R²-x²) hacia el interior, proporciona una fuerza neta de 2µx / R² hacia el interior, dividiendo esto por la distancia total de 2x, obtenemos g / c² = µ / R², o g = GM / R².

Para aumentar la circunferencia de cada círculo alrededor de M, en una medida de 2pi m, podemos hacer un simple truco. dibuje un círculo de cualquier radio, yr, y empuje la tela suficiente para que el radio r + µ se ajuste a la distancia r. Por ejemplo, un círculo de diámetro µ contendría suficiente tela que pertenece a un radio µ. Cada punto se dibuja hacia el centro mediante µ, y un círculo de circunferencia 2pi (R + µ) tiene un radio de R.

[b] Flujo relativista [/ b]

La relatividad especial de Einstein supone que la medida ‘c’ es una característica del espacio, y que la luz viaja en c es una consecuencia de que los fotones carecen de peso. El magnetismo es simplemente electricidad visto cuando una de las dos cosas se está moviendo: la materia está llena de cargas positivas y negativas, y siempre hay mucha carga en movimiento, incluso cuando no hay carga neta.

Un arroyo lleva mucha agua, pero no acumula e inunda la ciudad.

La idea aquí es que si uno reescribía la electricidad a la gravedad, obtendría una gravedad relativista. p es el impulso de carga = qv.

Tenemos como definiciones. ‘D’ = q S, ‘H’ = p × S (S es un vector espacial 1 / 4pi r²)

Este conjunto de ecuaciones de fuerza: F = q E; F = p × B

Entonces esta zcD = E (=) zH = cB (El extra es igual a la ecuación de continuidad del fotón).

Junto con las ecuaciones de maxwell etc.

Como c es una propiedad del espacio, el único parámetro eléctrico es z, la impedancia del espacio libre = 376.730 ohmios.

La ecuación de la relatividad supone que escribimos cD + jH = q (c + iv) #S para el primer par, y cF = q (c + iv) # (E + icB) para el segundo. Entonces, (cD + jB) = z (E + icB).

Pero si D se convierte en H bajo un cambio de inercia, entonces la d gravitacional se convierte en una h gravitacional, y también e y b.

Esto no solo hace que este campo sea relativista bajo SRT, sino que hace que la relatividad general (curvatura del espacio) sea innecesaria, y explica con elegancia cómo vemos a gran escala la formación de discos (galaxias, planetas-órbitas, etc.) y las columnas que se convierten en esferas. (quásares, las esferas de Dirac en la vía láctea y Andrómeda), sin necesidad de materia oscura.

Como un complemento a la respuesta del gravitón en la cual la densidad de los gravitones, la partícula de fuerza de gravedad propuesta, disminuye en proporción inversa al cuadrado de la distancia del cuerpo de masa, existe este pensamiento: la masa distorsiona el tejido espacio-temporal en nuestras tres dimensiones más el tiempo de una manera que se puede visualizar en una construcción bidimensional. Estire una lámina de goma flexible sobre un marco grande, oriéntela horizontalmente hacia el suelo o el piso y coloque una esfera pesada en el centro. La masa de la esfera distorsionará la tela flexible en un hoyo. Imagina esto como un análogo a la distorsión que causa un objeto masivo en la estructura del espacio-tiempo. Si rueda otra esfera más pequeña a través de la hoja flexible distorsionada, eventualmente caerá en el foso, se sentirá atraída por la esfera más grande y más masiva. Notará que la atracción se vuelve más intensa a medida que la esfera más pequeña se acerca a la esfera más grande y más masiva. En nuestra existencia espacio-temporal, es la misma solución matemática: el poder atractivo es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia de un objeto masivo.

Puede ver esto como la propagación a la velocidad de la luz de los gravitones sobre una superficie creciente de una esfera, que es inversamente proporcional a (4 pi veces) el cuadrado de la distancia. El mismo tipo de tratar con la fuerza electromagnética y los fotones.

Las otras respuestas han dado la respuesta de la física, pero creo que sería instructivo verla de otra manera.

¿Qué más podría ser?

Si se cayera (o no) en algo diferente a la ley del cuadrado inverso, entonces, si estuvieras en un caparazón, serías tirado de una forma u otra a menos que estuvieras en el centro. La ley del cuadrado inverso nos permite tratar la masa a una distancia concentrada en su centro y nos permite ignorar la masa de una concha más alejada del centro de masa que nosotros.

Se abandonaría un universo diferente si las masas fundidas generaran movimiento debido a la falta de una ley del cuadrado inverso.

Por supuesto, eso podría haber hecho una gran explicación de los movimientos de las corrientes en el sol y cerca del núcleo de la tierra;)

Porque sigue una relación cuadrada inversa con la distancia. Cuanto más lejos esté de la materia, menor será el impacto que tenga sobre usted.