¿Cuál es el efecto de la gravedad en el centro de la Tierra?

6.19.2016 – “¿Cuál es el efecto de la gravedad en el centro de la Tierra?”

Otras respuestas se refieren al teorema de la concha de Newton que establece que fuera de una concha esférica uniforme, el campo gravitacional es como si la masa de la concha estuviera concentrada en su centro.

En cualquier lugar dentro del caparazón, el campo gravitacional es cero (en puntos distintos del centro, las partes más cercanas del caparazón son más pequeñas de la manera correcta que el campo neto es cero). Por lo tanto, la gravedad en el centro es cero: la atracción gravitacional en diferentes direcciones es cero.

Como la tierra puede ser aproximada por capas esféricas uniformes, la atracción gravitacional de una partícula en el centro es cero. Aunque la densidad varía, cada capa es al menos muy cercana a la densidad aproximadamente constante.

La capa exterior, la tierra y el mar, no es uniforme, pero es muy delgada, por lo que su contribución a la desviación de la aproximación es pequeña. Aun así, para cualquier cuerpo hay un punto en algún lugar donde la gravedad es cero (a menos que el cuerpo sea lo suficientemente cóncavo como para que el punto de gravedad cero no esté en la parte material del cuerpo).

En el teorema de Shell, Wikipedia, se señala que lo contrario del teorema de la concha es verdadero: si la fuerza exterior e interior de la concha uniforme son inversa al cuadrado y cero, respectivamente, entonces la ley de fuerza única es el cuadrado inverso.

Si una esfera tiene una densidad uniforme, la masa dentro de cualquier ‘sub-radio’ es proporcional al cubo del radio, por lo que la fuerza es cubo x cuadrado inverso o ‘lineal’, es decir, proporcional a la distancia desde el centro. Es decir, si hay un tubo estrecho a través del centro, una pequeña partícula ejecutaría un movimiento armónico simple. Sin embargo, no es para la tierra, porque su densidad no es uniforme.

En cualquier caso, eso es bastante teórico porque, aparte de la imposibilidad (inviabilidad) de perforar un agujero, hace mucho calor en el centro de la Tierra: 6000 Celsisus (El Centro de la Tierra es 1000 grados más caliente de lo que se pensaba anteriormente).

Todavía no he respondido la pregunta porque preguntaba sobre ‘el efecto’ de la gravedad en el centro de la tierra. Mientras que la gravedad es cero, la presión, un efecto de la gravedad, es alta: 360 gigapascales o 3,600,000 atmósferas (núcleo interno – Wikipedia). Eso es lo suficientemente alto como para que lo que se cree que sea la aleación de hierro-níquel del núcleo interno sea sólido a pesar de que 6000 Celsius está por encima del punto de fusión del hierro en 1 atmósfera. Se cree que es sólido, por cierto, porque las ondas de corte pasan a través del núcleo (como lo revelan los experimentos, vea el artículo de Wikipedia).

La gravedad no es cero dentro de un cuerpo esférico. La gravedad actúa en todo el interior de la Tierra. La gravedad comienza desde los átomos. Estamos dentro de la Tierra bajo la primera capa de gas en la atmósfera y, sin embargo, nuestro peso no es cero. Un hombre con 70 kg de masa ejercerá una fuerza de gravedad de 671 Nm en Eath según la fórmula Fg = G Mearth * M2 / R ^ 2 donde Mearth es la masa de la Tierra, R es la distancia desde el centro de la Tierra hasta la superficie. G es constante. Al usar esta fórmula, podemos calcular la fuerza de gravedad entre la masa de la corteza, la masa de corteza + mental y la masa de corteza + mental + núcleo y la masa total de la Tierra. La gravedad exige que la masa del cuerpo se concentre en su centro. El peso total de la Tierra también se contrae en su centro. El centro de gravedad también se encuentra en su centro. La fuerza de la gravedad es máxima en su centro. Actúa radialmente hacia abajo y disminuye a medida que uno se aleja del centro. La fuerza de la gravedad es un vector: tiene dirección y magnitud. Esta es la razón por la cual todos los cuerpos celestes son casi esféricos. Puedes en la mina más profunda y experimentar tu mismo cuál es tu peso. los mineros han muerto cuando la roca se derrumba, que siempre presiona hacia el centro de la Tierra. La fuerza está equilibrada en el centro, pero no es cero. Hay una diferencia entre las fuerzas equilibradas: las fuerzas cero y cero están equilibradas y podemos decir que hay una fuerza cero. Las fuerzas de 100 Nm y 100 Nm también están equilibradas, pero la fuerza no es cero. La fuerza de gravedad actúa radialmente hacia su centro y es por eso que las estrellas brillan cuando la gravedad fusiona los átomos de hidrógeno en el núcleo de las estrellas. Si la gravedad es cero, no tendremos estrellas. No estaremos aquí en este universo. Todos los elementos vinieron de las estrellas. La gravedad no funciona simplemente desde la superficie del cuerpo solamente. El teorema de Gauss para la gravedad es un gran error. Funciona para cargas eléctricas. Una mitad de la tierra no puede tirar de la otra media gravedad no funciona de esa manera.

Durante las mareas, la gravedad de la Luna extrae el agua de los océanos, pero la gravedad de la Tierra resiste y el agua permanece en la Tierra. El barco mercante pesado dañado se ahoga en el fondo del océano debido a la gravedad. La presión del agua no puede detenerlo. Los deslizamientos de tierra o las avalanchas cerca de las montañas más altas se detienen por la masa de la montaña. La gravedad aún tira hacia su centro. Un cuarto izquierdo de la Tierra no puede tirar de otro cuarto de la Tierra horizontal o verticalmente. Todas las partes de la tierra presionan radialmente hacia su centro.

El cuadrado inverso se aplica a la masa de prueba dentro de una capa de materia, por lo que sí, la fuerza neta se cancela. A medida que se mueve en un recinto (una esfera es el caso más simple), la relación de distancia es x1 / x2, luego la relación de fuerza aumenta como el cuadrado inverso, x2 ^ 2 / x1 ^ 2. Pero la causa de la fuerza como densidad es como una burbuja conservada que ahora se estira exactamente de la manera opuesta, se puede imaginar que, como el espesor límite efectivo de una burbuja que se reduce como el cuadrado inverso, contrarresta exactamente la relación del cuadrado de la distancia .

Esto es básicamente similar a una jaula de Faraday donde actúa la fuerza eléctrica, en lugar de la gravedad. El potencial experimentado dentro de la jaula es insignificante a pesar de que afuera es una historia diferente.

Hay ingravidez pero enorme presión y temperatura en el centro de la tierra. El núcleo interno es probablemente sólido, los supercristales de kilómetros de longitud actúan como un núcleo solenoidal. La parte del núcleo líquido tiene baja gravedad, pero aunque esté fundida, supongo que una presión extrema aumenta la viscosidad, pero tendría que buscar eso. Hay otras fuerzas presentes, especialmente el campo magnético que se concentra mucho a medida que pasa a través del núcleo. Todo el sistema es “magneto-hidrodinámico” y los campos están encerrados en el cuerpo de la tierra y transportados por la rotación de la tierra.

En cuanto a los efectos de la ingravidez, la falta de gravedad impide la convección. Eso permite que se formen súper cristales de hierro, pero puede ser inhibido en Marte por el azufre en el núcleo. Por lo tanto, su campo magnético se pierde, y eso permitió que la atmósfera fuera arrastrada por el viento solar. Sin atmósfera, las rocas del espacio no se queman, sino que se estrellan contra el suelo. Un poco peligroso para un colono, ¿no te parece?

El efecto primario de la gravedad en el centro de la tierra es una pequeña cantidad de dilatación del tiempo. Aunque no mucho más que en la superficie. Principalmente con respecto a objetos distantes tanto de la Tierra como del Sol y no cerca de ningún otro objeto grande.

Habría muy poca aceleración, pero no cero. El teorema de la cáscara de Newton, citado en la mayoría de las otras respuestas, supone un material perfectamente homogéneo. Descubrí por accidente hace unos años que incluso una pequeña cantidad de granularidad, o falta de homogeneidad, provoca una ligera aceleración hacia afuera desde el interior de una capa de masa. La corteza terrestre es lo suficientemente irregular como para que probablemente no haya un centro claramente definido en el que no haya al menos microgravedad.

¡Esto es increíble! Después de más de 100 años de negar pruebas, las masas aún se atraen. Geez!

No 1) Una gran cantidad de materia no elimina el espacio; lo ocupa Entonces el espacio “sigue ahí”.

No 2) El EFECTO gravitacional es causado por una alteración del espacio (y el tiempo). Esta alteración no puede ser “curvatura”, ya que no hay nada que curvar en un volumen de espacio. La única alteración posible en un volumen de espacio es un cambio en sus métricas (sus compuestos de distancias). Por lo tanto, el EFECTO gravitacional tiene que ser el resultado de una disminución gradual de las métricas del volumen del espacio afectado.

Lo que significa que para considerar el “efecto gravitacional”, debe olvidar el volumen de materia y concentrarse en la topología del volumen de espacio involucrado.

Si hace eso, encuentra que en la “parte inferior” de su volumen de espacio afectado, obtiene la métrica más pequeña en ese volumen de espacio.

Ahora; ¿Qué explicaría esa disminución de la métrica?

Simplemente el hecho de que todas las partículas masivas están obligadas a alcanzar y ocupar ese único punto central, llamado “centro de gravedad”. Cada partícula empuja al “caer” hacia ese punto, lo que explica la “presión” en el centro de una estrella que provoca la fusión de partículas.

Espero que esto ponga a la gente en camino de pensar antes de repetir las enormes interpretaciones de 300 años de antigüedad. La gravedad cero en el centro de la Tierra no significa que no haya presión; solo significa que no puedes “caer” más adelante, ya que ese es el punto donde querías llegar como partícula.

Además, la única razón por la que nosotros, las personas, nos quedamos en el suelo en lugar de flotar en el aire, es porque todo nuestro cuerpo tiende a alcanzar ese punto central de gravedad de la Tierra. ¿Por qué? Porque nuestro propio centro de gravedad ya hizo la unión con el centro de gravedad de la Tierra; así como Júpiter ha hecho una unión con el centro de gravedad del Sol, haciéndolo un poco “descentrado”.

Ouf! Eso fue un alivio!

Hay un hermoso teorema en la física newtoniana, llamado teorema de la concha, que te dice que dentro de una concha esférica simétrica de la materia, el campo gravitacional neto es cero.

Este teorema, de hecho, sigue siendo válido en la relatividad general de Einstein, donde es consecuencia de lo que se llama el teorema de Birkhoff.

En resumen, aparte de fluctuaciones menores debido a las pequeñas desviaciones de la Tierra de la simetría esférica perfecta, el campo gravitacional en el centro de la Tierra es cero. La intuición expresada en los detalles de la pregunta es acertada: hay un “tirón” desde todos los lados, y el resultado neto no es fuerza en absoluto. Pero curiosamente, si tuviera una Tierra hueca, sería cierto en todas partes dentro de esa cavidad central esférica, no solo en el centro exacto. Claro, estás más cerca de un lado, pero hay más materia, relativamente hablando, en tu otro lado y los dos se equilibran perfectamente.

Otras respuestas tienen razón: no sentirás ningún arrastre debido a la gravedad en el centro de la Tierra.

Sin embargo, detectará una pequeña dilatación del tiempo (~ 1 parte en diez mil millones) debido al potencial gravitacional. Los relojes irán un poco más lentos en el centro de la Tierra que en su superficie.

Esta es la fuente de todos los “problemas” teóricos con la gravedad: la energía en cualquier forma (incluido un caparazón masivo a su alrededor, que no ejerce ninguna fuerza sobre usted) “dobla” el espacio-tiempo. ¡Trucos como “solo importan las diferencias de energía, no su valor absoluto” no funcionan con la gravedad!

“¿Seguramente, en el centro de la Tierra habría una masa (casi) igual en todos los lados? Entonces, en lugar de seguir siendo empujado hacia el centro, ¿no sería tirado por igual en todas las direcciones?

Eso es correcto. Como resultado, la fuerza neta sería cero y usted no tendría peso en el centro de la Tierra.

Un concepto más general se llama el Teorema de Shell. Establece que para una concha esférica de densidad uniforme:

  1. La gravedad fuera del caparazón es la misma que si toda la masa del caparazón estuviera concentrada en el centro
  2. La gravedad dentro del caparazón es cero, en todas partes.

Un objeto esférico sólido como la Tierra puede considerarse una gran cantidad de conchas esféricas anidadas. Por lo tanto, desde fuera de la Tierra, la suma del efecto de cada caparazón significa que la gravedad es como si toda la Tierra estuviera en un solo punto en el centro.

Dentro de la Tierra, es una historia diferente. La gravedad allí depende de cuántos de los proyectiles se encuentren dentro y de cuántos se encuentren afuera. A medida que profundizas en la Tierra, aumenta el número de proyectiles que llevas dentro, por lo que disminuye la gravedad neta. En el centro, no hay fuerza neta.

En realidad esa es una excelente pregunta ( finalmente sobre Quora ). Nadie sabe realmente qué causa la gravedad. Einstein ni Newton tampoco lo sabían. Todos solo pueden hacer una suposición educada. Entonces, en ese sentido, también voy a azz GUESS (WAG) … 🙂

Dado que Blokhintsev y Gal’perin sugirieron que los GRAVITONES podrían existir ( en la década de 1930 ), PODRÍA ser plausible que la gravedad sea una emisión atractiva de los gravitones. ¿Atrayendo qué? ¿Quién sabe, un a-gravitón complementario que existe en toda la materia? Realmente no lo sé y solo estoy WAG adivinando aquí.

Entonces, si el núcleo de la Tierra está emitiendo gravitones (de alguna manera ), lo está haciendo desde un centro de aleación de metal fundido (hierro, etc.). No hay parte hueca. Es una gran bola giratoria de aleación de hierro y es increíblemente caliente y también genera dinamagnetismo. Entonces, ¿de qué parte proviene la emisión teórica? No tengo idea. Creo que en el centro es como el centro de un agujero negro. Todo, incluida la luz, se comprime en el centro del agujero negro sin que se escape nada ( excepto los neutrinos de los lados ).

¿Es así como funciona la gravedad? No sé tu suposición es tan buena como la mía. Quizás el objeto capturado en el núcleo (o el núcleo de cualquier planeta o luna), si no es aniquilado por el calor del núcleo de la Tierra, simplemente está suspendido en estasis como una rana en una cámara diamagnética.

De hecho así.

¿Alguien está tratando de decirte lo contrario?

La fuente más común de desinformación es el término “centro de gravedad”, que no significa lo que a menudo se entiende, un punto donde se puede pensar que todos los efectos gravitacionales de un cuerpo actúan sobre, o desde, o en , o algo. Es solo un sinónimo poco justificado de “centro de masa”, un concepto que solo se aplica fácilmente a cuerpos rígidos, y que ni siquiera denota una masa puntual equivalente (el momento angular y las cantidades relacionadas no se pueden modelar de esa manera).

Hay un resultado relevante sobre los depósitos esféricos uniformes, para los cuales el efecto gravitacional (en ambos sentidos) es equivalente a toda la masa concentrada en el “centro de gravedad”. Incluso en este caso especial, el efecto gravitacional del caparazón es cero dentro del caparazón, un caso especial exacto de lo que sospecha.

No, en el centro de masa real las fuerzas se cancelan a sí mismas, ya que la atracción gravitacional se distribuye uniformemente en todas las direcciones. Se podría pensar que esto indicaría a las personas que la gravedad no es una fuerza fundamental, sino más bien un subproducto de consecuencia natural. De todos modos, esencialmente estarías flotando allí, pero al ser la tierra consta de diferentes densidades y no es uniforme, sin importar dónde esté el centro de masa, probablemente te sentirías un poco retorcido ya que no somos esferas coloidales. En el momento en que estuvieras fuera del centro de la masa masiva, la gravedad te “tiraría” hacia atrás y oscilarías hasta que la resistencia del aire ralentizara tu movimiento y te llevara a descansar en el centro. Puede sonar tranquilo, pero es mejor que tengas a alguien que te busque o un paquete de refuerzo porque no es como si pudieras nadar fuera de allí. Solo ten cuidado cuando hagas el viaje.

Si eso es correcto.

El teorema de la cáscara de Newton te dice que, al enterrarte en un cuerpo esférico, como la Tierra, toda la masa que está por encima de tu radio no ejerce una fuerza gravitacional neta sobre ti. Todas las fuerzas de esa masa se cancelan.

Entonces, la fuerza gravitacional sobre ti es proporcional a la masa que está debajo de ti. En el centro de la Tierra, no hay masa debajo de ti, por lo que no hay fuerza gravitacional neta allí. No tendrías peso.

La fuerza de gravedad es inversamente proporcional a la distancia al cuadrado entre el centro de masa de la tierra y el centro de masa de la masa afectada por la fuerza del campo gravitacional, es decir, F ~ 1 / d ^ 2, de modo que d —-> 0, F— -> infinito, por lo que la gravedad en el centro de la tierra será muy grande.

Por supuesto que será isotrópico.

Si bien el campo es cero, no puedo visualizar cuál sería el gradiente de campo en este momento. Me estoy cayendo dormido … roooonnnzzz …

Cual gravedad? La gravedad de la Tierra debe estar cerca de la gravedad no centrupital debido a la rotación de la Tierra.

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