¿Cómo funciona la gravedad?

La fuerza de gravedad es la interacción más débil de las que existen en la naturaleza y es la que hace que dos cuerpos se atraigan entre sí. Todos hemos experimentado muchas veces soltar un objeto que tienes en la mano. Lo que ocurre entonces es que cae y choca contra el suelo. Seguro que has oído hablar de la manzana de Isaac Newton, eso que se cuenta sobre el físico inglés que estaba sentado bajo un árbol y observó como una manzana caía hasta la hierba. Se dice que entonces pensó que por qué caía la manzana, pero la Luna no. Y a partir de ahí comenzó su investigación sobre la gravedad.

Lo que sabíamos, aquello que identificaron Newton y Galileo, es que la gravedad provoca una aceleración. El objeto que inicialmente estaba quieto en tu mano cae con aceleración cuando dejas de sujetarlo. Como te decía al principio, la fuerza de gravedad es la que hace que dos objetos se atraigan entre sí. Y esa atracción, o esa fuerza, depende de dos cosas: en este caso, la masa que tiene la Tierra y la masa que tiene el objeto que suelta tu mano.

Es importante saber que la aceleración es independiente de la masa del cuerpo que cae. Si yo quiero acelerar algo que es muy grande tengo que hacer mucha fuerza, si tengo que acelerar algo que es más pequeño tengo que hacer menos fuerza, pero la aceleración es la misma. Esto es lo que demostró Galileo cuando se subió a la torre de Pisa y tiró bolas de metal con diferentes masas para demostrar que el tiempo de descenso es independiente de la masa del objeto que cae porque la aceleración provocada por la fuerza de gravedad es la misma. Si te preguntas por qué no dejó caer plumas u hojas de árbol, la explicación es que no lo hizo para no tener que preocuparse además del efecto del rozamiento.

En realidad, cuando algo cae, los dos se mueven, se mueve la Tierra y se mueve el objeto que está cayendo. Lo que ocurre es que la gravedad que ejerce el pequeño objeto que cae de tu mano sobre la inmensa Tierra es muy pequeña, por lo que no llegamos a apreciarla.

La cosa cambia cuando comparamos dos cosas con masas parecidas, como por ejemplo la Luna orbitando en torno a la Tierra. ¿Por qué no cae la Luna? La explicación es que cuando se formó en el sistema solar, la Luna no estaba quieta, se quedó girando con una velocidad. Ese giro es el que impide que caiga. Pero es la fuerza de la gravedad la que la está haciendo girar. Es como el lazo de un vaquero en el rodeo, cuando lo hace girar, el lazo no cae. La gravedad de la Tierra sobre la Luna tiene un efecto parecido.

Lo que te he explicado hasta ahora es la física que descubrieron Galileo y Newton. Pero cuando aparece Einstein en escena, las cosas cambian. La gravedad de Einstein también modifica el tiempo porque, según su teoría, la gravedad es un efecto de la curvatura del espacio-tiempo. Según demostró él, cuando el campo gravitatorio es muy intenso, el tiempo transcurre más despacio.

Si pensamos en un objeto que cae desde tu mano cuando lo sueltas, parece que cae en línea recta, pero en realidad no es así. Si fuéramos capaces de ver los pequeños cambios en los valores de la gravedad, veríamos que coincidiendo con ellos se producen pequeñas desviaciones. Aunque nos parece que son líneas rectas, en un espacio-tiempo curvo como el nuestro, no lo son exactamente. Son rectas adaptadas a esa geometría, como cuando dibujas una recta sobre una esfera o sobre un cilindro.

Y otro asunto que puede interesarte es la relación entre la gravedad y el peso. Tu peso es exactamente la fuerza con la que te atrae la Tierra. Si estuvieras en la Luna, tu peso sería menor porque como nuestro satélite tiene una masa mucho más pequeña que nuestro planeta, también lo es la fuerza de gravedad que ejerce. Y por eso, los astronautas que tienen la misma masa en todos los sitios, pesan menos en la Luna que en la Tierra, porque los dos cuerpos celestes sí tienen diferentes masas. Puedes imaginar que las partículas que forman ambos cuerpos tiran de la masa del astronauta, la atraen, en la Luna hay menos partículas ejerciendo esa atracción que en la Tierra, así que la fuerza de la gravedad es menor.

Ruth Lazkoz es doctora en física, catedrática de la Universidad del País Vasco.

Coordinación y redacción: Victoria Toro.

Pregunta enviada vía email por Francisco Gómez.

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