¡Feliz Día de la Gravedad!

¡Saca el confeti, los globos y los matasuegras, pues por fin ha llegado el día que tanto esperabas! ¡Mejor que el equinoccio de primavera, mejor que Saturnalia e incluso mejor que el solsticio de verano! (NOTA: el autor puede estar exagerando) Ni más ni menos que… ¡el día de la gravedad! ¿Sentís interés por el tema? ¡Pues no os perdáis este artículo!

Día de la gravedad

Contestemos en primer lugar a la pregunta que nos lleva a este artículo: ¿de dónde sale lo de “Día de la Gravedad”?

El conocido como día de la gravedad recibe su fecha de la misma forma que lo hacen otros “días científicos” como el de pi (14 de Marzo) o el de Tau (2*pi, el 28 de Junio): de la similitud del número o valor en cuestión con la fecha en formato anglosajón (mes/día/año). En este caso se celebra el 8 de Septiembre, puesto que 9/8, coincide con g, el valor aproximado de la aceleración gravitatoria en la superficie de la Tierra (9.8 m/s^2).

Imagino que los más avispados os habréis dado ya cuenta de que realmente el día de la gravedad fue hace un par de días, pero aun así no podíamos dejar pasar un homenaje a una de las cuatro fuerzas fundamentales de la física moderna. Así que aunque llegue con retraso, ¡aquí tenéis una serie de datos y curiosidades sobre la gravedad!

La gravedad

La gravedad es, junto a las fuerzas nucleares débil y fuerte y a la fuerza electromagnética, una de las cuatro fuerzas fundamentales descritas por el modelo estándar de la física. Se trata de una fuerza que únicamente puede ser atractiva, y cuya magnitud depende de la masa de los cuerpos que interactúen. A pesar de que sea la más conocida, es también la más débil de todas: tan sólo es apreciable a escala planetaria o superior, donde las masas de los objetos son titánicas.

Su valor viene dado por la siguiente ecuación:

(Esta fórmula nos da únicamente su magnitud. Para saber completamente cómo actúa, deberíamos calcular también su dirección y su sentido).

En ella, F representa la fuerza total, m1 y m2 las masas de los cuerpos en interacción y d la distancia que los separa, mientras que G es la conocida como Constante de Gravitación Universal y vale 6.67 x 10^(-11). Viéndola puede extraerse que ésta es  proporcional inversamente al cuadrado de la distancia y directamente a las dos masas, y que “por culpa” del bajo valor de G necesitamos o bien masas enormes o bien distancias  ínfimas (aunque ahora os explicaré porqué esto último sólo funciona en la teoría).

Para poner un ejemplo: si cogiéramos dos personas de 70kg cada una y las pusiéramos a un metro de distancia, la fuerza con la que se atraerían sería de 0.00000032683 Newtons, lo que como podréis suponer es un valor completamente despreciable. Por otra parte, la fuerza con la que una de estas personas y el planeta Tierra (que tiene una masa de 5.98 x 10^24 Kg y un radio de 6371 Km) se atraerían sería de 6.5703971 x 10^19 Newtons, lo que es igual aproximadamente a 2 x 10^26 veces superior a la fuerza anterior y, obviamente, un valor muy a tener en cuenta.

La aceleración gravitatoria

Por otra parte, al hablar de gravedad, un valor tan usado como el de la fuerza es el de la aceleración gravitatoria. Es la que determina la aceleración con la que un cuerpo será atraído a otro a causa de la fuerza que tiene lugar entre ambos. Es representada por g y podemos calcularla usando la fórmula siguiente:

Donde G y m representan la Constante de Gravitación Universal y la masa del objeto que causa la aceleración y r la distancia a la que habrá dicha aceleración.

A pesar de que g pueda parecer un valor menos completo que F, hace que la mayoría de los cálculos que involucran la gravedad sean mucho más cómodos. Si lo que queremos es calcular es la fuerza con la que un determinado cuerpo atrae a muchos otros situados a una misma distancia, bastaría con calcular el valor de la aceleración a una determinada distancia debida a dicho cuerpo y multiplicarlo por la masa de cada uno de los otros cuerpos. Y es que, como dice la Segunda Ley de Newton, F = m*a, o Fuerza = masa*aceleración: si multiplicamos la aceleración gravitatoria causada por un cuerpo por la masa de otro cuerpo, obtendremos la fuerza con la que ambos se atraen mutuamente. En la superficie de la Tierra, el valor de g es aproximadamente 9.8 m/s^2, el dato que hace que la gravedad se adueñe del día 8 de Septiembre.

El gravitón

Como ya os he dicho, junto a la gravedad hay otras tres fuerzas que forman las 4 fundamentales del universo: la electromagnética, la nuclear débil y la nuclear fuerte. Estas tres fuerzas tienen un tipo de partícula, a la que podríamos llamar mediadora, que es la que se encarga que que haya una interacción entre los cuerpos. En el caso de la electromagnética, el mediador es el fotón, en el de la nuclear débil los bosones W y Z y en el de la nuclear fuerte el gluón.

El problema es queo para la fuerza gravitatoria dicho mediador no ha sido descubierto aún experimentalmente. El hipotético “gravitón” sí se ha predicho, e incluso se han supuesto algunos detalles de cómo será, pero ningún experimento ha sido hasta el momento capaz de demostrar empíricamente su existencia. Esto se debe, en principio, a que el gravitón tendría una energía tremendamente baja, lo que lo hace prácticamente imposible de detectar con nuestra tecnología actual a causa de los débiles efectos que ocasionaría.

Bueno, pues hasta aquí el especial sobre la gravedad y lo que la rodea. ¡Espero que hayáis disfrutado con el artículo! ¡Un saludo y feliz (atrasado) día de la gravedad!