La gravedad es la más débil de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. Es tan débil que la repulsión entre dos protones, por ejemplo, es 10 ^ 36 veces más fuerte que la fuerza de la gravedad entre ellos. Los científicos no pueden medirlo en el laboratorio, pero pueden detectar sus efectos en planetas y estrellas.
De acuerdo con la ley de gravitación de Isaac Newton , cualquiera de los dos objetos en el Universo ejerce una fuerza de atracción entre sí. Esta relación se basa en la masa de los dos objetos y la distancia entre ellos. Cuanto mayor es la masa de los dos objetos y más corta es la distancia entre ellos, más fuerte es el tirón de las fuerzas gravitacionales que ejercen entre sí. Por lo tanto, cada objeto que tiene masa en el Universo atrae a cualquier otro objeto que tenga masa, en diversos grados según la masa y la distancia.
Casi 200 años después, con su teoría de la relatividad , Einstein explicó que la gravedad es más que una simple fuerza: es una curvatura en el espacio-tiempo. Al principio, difícil de comprender, pero en pocas palabras, la masa de un objeto hace que el espacio que lo rodea se doble y se doble esencialmente. En realidad, no podemos ver la curvatura del espacio directamente, pero podemos detectarla en los movimientos de los objetos. Cualquier objeto ‘atrapado’ en la gravedad de otro cuerpo celeste, como los planetas en el sistema solar sostenido por la gravedad del sol más masivo, se ve afectado porque el espacio por el que se está moviendo está curvado hacia ese objeto.
Los científicos también han visto los efectos de la gravedad en la luz en un fenómeno llamado lente gravitacional. Si un objeto en el espacio es lo suficientemente grande, como una gran galaxia o grupo de galaxias, puede hacer que un rayo de luz recto se curve alrededor de él, creando un efecto de lente.
- ¿Es físicamente posible encontrar un planeta toroidal? Si es así, ¿cuáles son las condiciones que deben verificarse para que este planeta sea estable?
- ¿Qué hace que la ciencia sea filosófica?
- Si el universo se está expandiendo, ¿en qué se expande? ¿Cómo llamamos a ese espacio que acomoda al universo en expansión?
- ¿Cuáles son los diferentes tipos de sustancias puras en química?
- ¿Es la ciencia la única área con espacio para exploración / invención / descubrimiento ilimitado ahora?
Pero estos efectos ocurren por razones que los científicos no pueden explicar completamente. Su comprensión de la gravedad se rompe tanto en lo pequeño como en lo muy grande: a nivel de los átomos y las moléculas, la gravedad simplemente deja de funcionar; Del mismo modo, a nivel de los agujeros negros y el momento del Big Bang, donde las matemáticas se desmoronan por completo.
Los físicos quieren incluir la gravedad en el modelo estándar que explica otras tres fuerzas fundamentales en la física, pero ninguna ha tenido éxito. Simplemente no encaja incluso cuando se usa la teoría de la relatividad de Einstein, que explica la gravedad solo en escalas grandes.
“La gravedad es completamente diferente de las otras fuerzas descritas por el modelo estándar”, dijo Mark Jackson, físico teórico del Fermilab en Illinois. “Cuando haces algunos cálculos sobre pequeñas interacciones gravitacionales, obtienes respuestas estúpidas. Las matemáticas simplemente no funcionan”.
Los misterios más grandes: ¿Qué causa la gravedad?
Los científicos creen que la gravedad es causada por diminutas partículas sin masa llamadas gravitones que emanan campos gravitacionales. Según la teoría, cada gravitón tira de cada pieza de materia en el universo, a la velocidad de la luz. Sin embargo, a pesar de ser tan comunes en el universo, los físicos no los han encontrado hasta ahora. No saben cómo detectar uno porque interactúan de manera muy débil con la materia.
Los científicos están luchando para encontrar una manera de unir la mecánica cuántica y la gravedad y, de hecho, pueden escribir ecuaciones que describan los centros de los agujeros negros y los primeros momentos del Universo.
El único avance hasta ahora ha sido el descubrimiento de las ondas gravitacionales desde 2016. Estas son “ondas” en la estructura del espacio-tiempo causadas por algunos de los procesos más violentos y energéticos del Universo. Albert Einstein predijo la existencia de ondas gravitacionales en 1916 en su teoría general de la relatividad. Las matemáticas de Einstein mostraron que los objetos de aceleración masiva (como las estrellas de neutrones o los agujeros negros que se orbitan entre sí) interrumpirían el espacio-tiempo de tal manera que las “ondas” del espacio distorsionado se irradiaran desde la fuente (como el movimiento de las ondas alejándose de una piedra). arrojado a un estanque) . Además, estas ondas viajarán a la velocidad de la luz a través del Universo, llevando consigo información sobre sus orígenes catastróficos, así como pistas inestimables de la naturaleza de la gravedad en sí.
Se ha detectado una cuarta onda gravitacional.
Si pueden medir ondas, también deberían poder medir partículas porque las ondas están formadas por partículas. Entonces habría motivos para sugerir que los gravitones realmente existen, y comenzar a buscarlos.
Este artículo reciente analiza cómo las últimas investigaciones analizan la física cuántica para explicar la gravedad.
¿Podría la ‘acción fantasmagórica’ de partículas definir la naturaleza de la gravedad? – Universo Hoy