GRAVITACIÓN UNIVERSAL

INTRODUCCIÓN

La teoría del Big Bang, que como ya se había estudiado antes es una gran explosión que dio origen al mundo según la cosmología actual, esta teoría destruyo la antigua creencia de los astrónomos que planteaban que el universo no podía sufrir ningún cambio. Revisaremos los modelos del universo hasta llegar al modelo propuesto por Newton, conociendo así las leyes propuestas hasta ese momento.

Modelo Geocéntrico

Este modelo principalmente nos propone que la Tierra era plana y que los demás cuerpos celestes giraban alrededor de ella. Sin embargo, a inicios del siglo V se cree que la Tierra tiene forma de una esfera y de esta manera se podría explicar ciertos fenómenos a los cuales no se les encontraba una justificación concreta, como el que los barcos desaparecían en el horizonte cuando se alejaban lo suficiente de la costa.

Modelo Heliocéntrico

El astrónomo Nicolás Copérnico propuso este modelo diciendo así que la Tierra no es el centro del universo, de la misma manera planteo que la Tierra y los demás planetas giraban alrededor del sol, la luna giraba alrededor de la Tierra y esta tenía un movimiento de rotación alrededor de su propio eje y traslación alrededor del sol.

Modelo Aristotélico

Aristóteles al establecer este modelo se basó en los estudios anteriores, pensando así que la Tierra tenía forma de una esfera y que era el centro del universo, siendo así que los cuerpos celestes giran alrededor de ella y esta está completamente estática. Ubicándose así a ciertas distancias la Luna, el Sol, Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno.

Modelo Ptolomeo

El griego Claudio Ptolomeo, en el siglo II d.C. vuelve a proponer el modelo geocéntrico, pero esta vez la acompaña de un modelo geométrico-matemático sobre la trayectoria de los cuerpos celestes que “la rodean”. Al movimiento de los planetas lo denomino epiciclo, ya que este se movía siguiendo una circunferencia y repitiendo el ciclo. Por otro lado, describe que hay otro movimiento circular dentro de este mismo epiciclo, al cual lo denomina deferente. Gracias a este modelo, Ptolomeo obtiene mucho éxito, debido a que este podía predecir el movimiento de los planetas y sus trayectorias alrededor de la Tierra. Este modelo fue aceptado durante catorce siglos, aunque tiene una complejidad bastante alta, ya que para explicar las posiciones de los planetas se debía recurrir a los epiciclos, que muchas otras veces en sus centros tenían otros epiciclos.

Giordano Bruno

En la Edad Media, con el surgimiento del cristianismo bajo el dominio del Imperio Romano, la teoría escolástica que sustentaba la teoría geocéntrica condenó a cualquiera que tuviera ideas diferentes y se atreviera a revelarla. En el siglo XVI, Nicolás Copérnico fue el primer científico después de Aristarco en proponer que el sol es el centro del sistema planetario y la tierra es parte de él. La ley de la gravitación universal, o simplemente, ley de la gravedad, establece la fuerza con la que se atraen dos cuerpos por el simple hecho de tener masa. Esta ley fue desarrollada por Sir Isaac Newton en el tercer libro de su obra Principios matemáticos de filosofía natural, titulado Sobre el sistema del mundo.

Ley Gravitatoria Universal

En cuanto a esto Newton reflexiono a cerca de la gravedad debido a que cayó una manzana de un árbol cerca de él, en relación a esto Newton se preguntaba ¿Por qué las cosas eran atraídas al suelo? Es así como Newton concluyo que la gravedad es una fuerza por la cual los cuerpos con masa pueden mantenerse en el planeta Tierra o ser atraídos entre sí.

Es así que concluye la Ley de Gravitación Universal la cual nos dice que existe una interacción entre las partículas que no se encuentran en contacto debido a su masa, esta interacción es proporcional al producto de las masas dividido para la distancia de separación al cuadrado. De esta manera Newton establece que la constante de Gravitación universal es 6,67x10^-11N m al cuadro y kg al cuadrado por el producto de las masas dividido para las distancias al cuadrado, esto quiere decir que mientras más masa tengas los cuerpos que interactúan más fuerza van a tener de atracción, debido a que la fuerza gravitatoria es una fuerza de atracción y mientras mas separados estén los cuerpos más pequeña se siente esa fuerza. 

Fuerza de la gravedad

La expresión de la ley de gravitación universal se plasma en la expresión de la fuerza gravitatoria o fuerza de la gravedad, ya estudiada en niveles anteriores. 

Dos cuerpos se atraen con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa, y está dirigida según la recta que une los cuerpos. Dicha fuerza se conoce como fuerza de la gravedad o fuerza gravitacional y se expresa de la forma:

Por tanto, la interacción gravitatoria entre dos cuerpos siempre se manifiesta como una pareja de fuerzas iguales en dirección y módulo pero sentido contrario. El carácter atractivo de la fuerza se indica mediante el signo - de la expresión anterior. La siguiente imagen ilustra este concepto.

Fuerza Gravitacional