gravitación

La gravitación, o gravedad, es la interacción entre cuerpos con masa que tiende a atraerles entre sí. En la física clásica se describe como una fuerza a distancia. En la relatividad general, en cambio, se entiende como la curvatura del espaciotiempo causada por la masa y la energía.

Historia y formulación clásica: La idea de la gravitación universal fue formulada por Isaac Newton en el siglo XVII, consolidando que cada par de masas se atrae con una fuerza F = G m1 m2 / r^2. La constante G fue determinada experimentalmente por Cavendish. La gravedad gobierna el movimiento de planetas, satélites y objetos en la Tierra, y explica fenómenos como las mareas y las caídas libres.

Campos y potencial: El campo gravitatorio g = GM/r^2 cerca de un cuerpo con masa M. La energía potencial gravitatoria es U = - G m1 m2 / r. Cerca de la Tierra, g es aproximadamente 9.81 m/s^2.

Relatividad general: Albert Einstein propuso que la gravedad no es una fuerza sino la consecuencia de la curvatura del espaciotiempo inducida por masa y energía. Las trayectorias de cuerpos y la luz siguen geodésicas en ese espaciotiempo. Predicciones notables: deflexión de la luz por el Sol, dilatación temporal gravitatoria, ondas gravitacionales y agujeros negros.

Aplicaciones y pruebas: La gravitación es fundamental en la astronomía y la cosmología, para calcular órbitas, mareas, navegación satelital y redes GPS. Los experimentos modernos prueban la relatividad en gran medida, y aún no se ha unificado con la mecánica cuántica; su estudio continúa siendo central para entender la estructura del universo.

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