Teoria de la gravedad de newton

La gravedad aryabhatta

La gravedad (del latín gravitas ‘peso'[1]), o gravitación, es un fenómeno natural por el que todas las cosas con masa o energía -incluidos los planetas, las estrellas, las galaxias e incluso la luz[2]- se atraen (o gravitan) entre sí. En la Tierra, la gravedad da peso a los objetos físicos, y la gravedad de la Luna provoca las mareas de los océanos. La atracción gravitatoria de la materia gaseosa original presente en el Universo hizo que ésta comenzara a fusionarse y a formar estrellas y que éstas se agruparan en galaxias, por lo que la gravedad es responsable de muchas de las estructuras a gran escala del Universo. La gravedad tiene un alcance infinito, aunque sus efectos se debilitan a medida que los objetos se alejan.

La teoría general de la relatividad (propuesta por Albert Einstein en 1915) describe la gravedad no como una fuerza, sino como una consecuencia de las masas que se mueven a lo largo de líneas geodésicas en un espacio-tiempo curvado causado por la distribución desigual de la masa. El ejemplo más extremo de esta curvatura del espacio-tiempo es un agujero negro, del que nada -ni siquiera la luz- puede escapar una vez pasado el horizonte de sucesos del agujero negro[3]. Sin embargo, para la mayoría de las aplicaciones, la gravedad está bien aproximada por la ley de gravitación universal de Newton, que describe la gravedad como una fuerza que hace que dos cuerpos cualesquiera se atraigan entre sí, con una magnitud proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.

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Documento de newton sobre la gravedad

La gravedad (del latín gravitas ‘peso'[1]), o gravitación, es un fenómeno natural por el que todas las cosas con masa o energía -incluidos los planetas, las estrellas, las galaxias e incluso la luz[2]- se atraen (o gravitan) entre sí. En la Tierra, la gravedad da peso a los objetos físicos, y la gravedad de la Luna provoca las mareas de los océanos. La atracción gravitatoria de la materia gaseosa original presente en el Universo hizo que ésta comenzara a fusionarse y a formar estrellas y que éstas se agruparan en galaxias, por lo que la gravedad es responsable de muchas de las estructuras a gran escala del Universo. La gravedad tiene un alcance infinito, aunque sus efectos se debilitan a medida que los objetos se alejan.

La teoría general de la relatividad (propuesta por Albert Einstein en 1915) describe la gravedad no como una fuerza, sino como una consecuencia de las masas que se mueven a lo largo de líneas geodésicas en un espacio-tiempo curvado causado por la distribución desigual de la masa. El ejemplo más extremo de esta curvatura del espacio-tiempo es un agujero negro, del que nada -ni siquiera la luz- puede escapar una vez pasado el horizonte de sucesos del agujero negro[3]. Sin embargo, para la mayoría de las aplicaciones, la gravedad está bien aproximada por la ley de gravitación universal de Newton, que describe la gravedad como una fuerza que hace que dos cuerpos cualesquiera se atraigan entre sí, con una magnitud proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.

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Cuál es la importancia de la ley universal de la gravitación

Sir Isaac Newton fue el primer científico que definió con precisión la fuerza gravitatoria y demostró que podía explicar tanto la caída de los cuerpos como los movimientos astronómicos. Véase la figura 7.8. Pero Newton no fue el primero en sospechar que la misma fuerza causaba tanto nuestro peso como el movimiento de los planetas. Su precursor, Galileo Galilei, había sostenido que la caída de los cuerpos y el movimiento de los planetas tenían la misma causa. Algunos de los contemporáneos de Newton, como Robert Hooke, Christopher Wren y Edmund Halley, también habían hecho algunos progresos en la comprensión de la gravitación. Pero Newton fue el primero en proponer una forma matemática exacta y en utilizarla para demostrar que el movimiento de los cuerpos celestes debía ser una sección cónica: círculos, elipses, parábolas e hipérbolas. Esta predicción teórica fue un gran triunfo. Hacía tiempo que se sabía que las lunas, los planetas y los cometas seguían esas trayectorias, pero nadie había sido capaz de proponer una explicación del mecanismo que hacía que siguieran esas trayectorias y no otras.

Isaac newtonmatemático inglés

Cuando Isaac Newton expuso su teoría universal de la gravitación en la década de 1680, se reconoció inmediatamente por lo que era: la primera teoría científica increíblemente exitosa y de gran poder predictivo que describía la única fuerza que rige las escalas más grandes de todas. Desde los objetos que caen libremente aquí en la Tierra hasta los planetas y cuerpos celestes que orbitan en el espacio, la teoría de la gravedad de Newton captó sus trayectorias de forma espectacular. Cuando se descubrió el nuevo planeta Urano, las desviaciones de su órbita respecto a las predicciones de Newton permitieron un salto espectacular: la predicción de la existencia, masa y posición de otro nuevo mundo más allá: Neptuno. La misma noche en que el Observatorio de Berlín recibió la predicción teórica de Urbain Le Verrier -que trabajaba 169 años después de los Principia de Newton- encontraron el octavo planeta de nuestro Sistema Solar a un grado de su posición predicha. Sin embargo, las leyes de Newton estaban a punto de resultar insuficientes para lo que estaba por venir.

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El problema no comenzó en los confines del Sistema Solar, sino en las regiones más internas: con el planeta Mercurio, que orbita más cerca del Sol. Todos los planetas orbitan alrededor del Sol no en un círculo perfecto, sino en una elipse, tal y como observó Kepler casi un siglo antes que Newton. Las órbitas de Venus y de la Tierra se acercan mucho a la circular, pero tanto Mercurio como Marte son notablemente más elípticas, y su mayor aproximación al Sol difiere significativamente de su mayor distancia.