El movimiento de los planetas y de cada cuerpo a lo largo del universo se comprende y estudia mejor a partir de la ley de gravitación universal.
La ley de gravitación universal es un legado de Isaac Newton, científico inglés que la incluyó en «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica», obra de su autoría que salió a la luz a mediados de 1687. Este contenido de gran trascendencia a lo largo de la historia marca el vínculo de proporcionalidad que se establece entre la masa de dos elementos y la potencia (fuerza gravitacional) con la cual se atraen.
Formalmente, el enunciado establece que la fuerza de atracción entre un par de objetos resulta proporcionalmente inversa al cuadrado del trecho que los distancia pero es proporcional al producto que surge de sus masas.
Según se desprende de la teoría y de las aplicaciones prácticas de este postulado, esta ley ha favorecido los análisis acerca de cómo se mueven los cuerpos dentro del universo y, específicamente, contribuyó a la validación de las denominadas leyes de Kepler. Estas últimas fueron formuladas por el matemático y astrónomo alemán Johannes Kepler, quien describió a nivel matemático el desplazamiento de planetas con órbitas en torno al sol. La premisa inicial sostiene que cada planeta, al desplazarse alrededor del sol, describe una órbita elíptica y el astro luminoso se sitúa en uno de los focos de dicha elipse.
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ResumenParticularidades de la ley de gravitación universal
Para apreciar en profundidad las características y los alcances de la ley de gravitación universal vamos a detallar algunas de sus particularidades y limitaciones.
Es interesante saber, por ejemplo, que esta antigua ley no resulta aplicable ante determinado nivel de masa (como sucede al trabajar con objetos supermasivos), panorama que encuentra solución teniendo como recurso efectivo a la teoría general de la relatividad que impulsó el físico alemán Albert Einstein. De ella se desprende la idea de la curvatura del espacio-tiempo, que entiende que la gravedad termina siendo el corolario de la geometría curva propia del espacio-tiempo.
Por otra parte hay que resaltar que, tanto en el postulado de Newton como en el enunciado de Einstein, posee relevancia la constante gravitacional (G), valor obtenido de modo empírico que establece qué intensidad tiene la fuerza de atracción gravitatoria entre ciertos elementos. Como solamente se comprobó la precisión de las cifras decimales iniciales de esta constante no es posible hacer una medición exacta de la masa que ostentan diversos componentes del sistema solar.
Albert Einstein lanzó en un primer momento la teoría de la relatividad especial (o de relatividad restringida) y, más tarde, la teoría de la relatividad general.
Al respecto hay que recordar que Henry Cavendish ha sido una figura clave para poder empezar a estimar el valor de G. Si bien él no se ocupó directamente del tema, al haber construido una balanza de torsión en el marco de sus investigaciones orientadas a establecer la densidad terrestre. Experimento Cavendish se bautizó a esa experiencia cuyos resultados han sido aprovechados para determinar esa cifra asociada a dicha constante física fundamental.
Otro dato que suma información enriquecedora refiere a la fuerza centrípeta que Newton entendió como clave para el movimiento de planetas alrededor del sol, relacionándola con la atracción gravitatoria que involucra a ambos objetos.
Ondas gravitacionales
Las ondas gravitacionales constituyen un concepto de enorme antigüedad pero de vigencia inagotable. Albert Einstein aludió a ellas por medio de la teoría de la relatividad y, con el paso de los años, hubo hallazgos en torno a esta cuestión concebida como una deformación del espacio-tiempo.
En febrero de 2016 se anunció oficialmente la primera detección de ondas gravitacionales vinculadas a la fusión de agujeros negros, un descubrimiento que fue posible gracias a la unificación de los recursos del observatorio LIGO, el detector Geo600 y el interferómetro VIRGO.
Es apasionante sumergirse en la definición y las características de los agujeros negros porque le dan identidad a una zona finita del espacio que alberga un elevado nivel de masa capaz de crear un poderoso campo gravitatorio del cual, salvo en ciertos contextos excepcionales, ninguna radiación ni partícula consigue escapar.
El espacio y el tiempo adquieren mucho protagonismo dentro de esta temática que además abarca asuntos como los agujeros de gusano (una especie de puente o estructura que conecta a, como mínimo, un par de extremos y donde la materia puede llegar a desplazarse) y la teoría de cuerdas (conjunto de hipótesis con respaldo científico aunque sujeto a controversias que interpreta a cada partícula subatómica como un estado vibracional).
Asimismo, examinar y establecer la masa de agujeros negros en la etapa previa a producirse la fusión concede referencias provechosas en relación a la evolución estelar.
A través de un agujero de gusano, creen algunos expertos, podrían llegar a conectarse un par de agujeros negros. Se los estudia, incluso, pensando en la posibilidad de poder viajar mediante ellos por el espacio-tiempo.
Más consideraciones sobre la ley de gravitación universal
Para complementar la información ofrecida líneas arriba, antes de concluir este artículo brindaremos más consideraciones sobre la ley de gravitación universal.
Teniendo como punto de partida a la gravitación universal es posible diferenciar entre peso real y peso aparente de acuerdo al sitio donde uno se localice (influye el nivel del mar, la altura, la atracción gravitacional ejercida por el planeta Tierra sobre un cierto elemento). Concentrándonos en la fuerza de gravedad llegaremos a uno de sus efectos secundarios: la fuerza de marea. Esta surge a raíz de la diferencia que se advierte en materia de fuerza gravitacional desplegada a lo largo de todo el diámetro de un cuerpo. Para describir concretamente esta noción hay que recordar que el campo gravitatorio que producen el sol o la luna no llega a ser completamente homogéneo, entonces hay puntos más o menos cercanos a los mencionados cuerpos celestes.
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