Posiblemente una mejor pregunta es ¿cómo podemos reconciliar el concepto de ser ingrávidos con la presencia de la gravedad?
Recordemos la primera ley de movimiento de Newton; un objeto permanecerá en reposo o en un estado de movimiento uniforme, a menos que sea accionado por una fuerza externa. Eso define el movimiento inercial, que es el movimiento en línea recta. ¡También define un estado que no experimenta fuerzas externas! Por lo tanto, un objeto debe sentirse sin peso si se encuentra en un estado de movimiento inercial o en línea recta.
Luego consideremos un cubo de agua. Sujete una cuerda y comience a balancearla en un movimiento circular. Puede balancear el cucharón lo suficientemente rápido como para que casi pueda elevarse hasta el plano horizontal y el agua no caiga. Has creado la gravedad artificial usando la fuerza centrífuga. Eso es una demostración directa de una consecuencia de la primera ley de Newton. Para hacer que el cucharón se desplace en una trayectoria circular, hemos creado una pseudo fuerza que aparece porque el cucharón no está viajando en línea recta. Este es el concepto detrás de la gravedad artificial. Sin embargo notar la diferencia; La gravedad artificial es una fuerza aparente hacia el exterior que actúa lejos del centro de rotación.
Ahora considera objetos en órbita. No van en línea recta, pero no experimentan fuerzas externas. ¿Qué pasó con la fuerza centrífuga debida a la primera ley de Newton? Debe ser cancelado exactamente por otra fuerza que actúe hacia el centro de rotación. ¡La fuerza que cancela exactamente la pseudo fuerza inercial es la fuerza de la gravedad!
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Einstein formalizó este enfoque a través del principio de equivalencia débil. Modificó la ley de inercia de Newton a algo más general, considerando el estado natural de movimiento de un objeto como aquello que no experimenta fuerzas externas. Estas son llamadas trayectorias geodésicas. En ausencia de gravedad, se trata de trayectorias en línea recta. En presencia de la gravedad, una trayectoria geodésica ya no es una línea recta, sino curva.
Las trayectorias geodésicas son aquellas cuyos objetos se sienten sin peso. Tales trayectorias naturales incluyen las órbitas planetarias. El hecho de que los planetas, las lunas y los satélites tengan órbitas bien definidas es evidencia de la gravedad en el vacío del espacio.
Una de las ironías que se encuentran al pensar en el concepto de las trayectorias geodésicas o naturales es que un cuerpo que experimenta una fuerza gravitatoria no está en un estado natural de movimiento. En la relatividad general, tales marcos de referencia se consideran acelerantes. Por lo tanto, permanecer inmóvil en la superficie de la Tierra en realidad se considera un marco de referencia acelerado …