Esta pregunta no tiene una respuesta directa porque, a falta de una forma menos directa de decirla, esa no es la forma en que funciona. Si no hubiera atmósfera, podría hacer que la ISS estuviera justo por encima de la superficie de la Tierra, lo suficientemente alta como para despejar las montañas. Por otro lado, podría tener algo tan lejos como la luna, y si no fuera lo suficientemente rápido y en la dirección correcta, aún se caería. El ISS no se mantiene activo por lo alto que es, sino por una combinación de eso y lo rápido que va.
Una de las cosas más difíciles de aprender sobre física es el concepto de fuerza. Una fuerza en una dirección dada no hace que las cosas vayan directamente en esa dirección. En cambio, influye en el movimiento para estar un poco más en la dirección de la fuerza que antes.
Por ejemplo, si haces rodar una bola de boliche directamente por un carril, luego corres a su lado y la pateas hacia la canaleta, aplicas una fuerza hacia la canaleta, pero la bola no va directamente hacia la canaleta. En cambio, sigue bajando por el carril, pero también recoge un poco de movimiento diagonal.
- Dado que la gravedad de la Tierra no ejerce realmente una fuerza, ¿es correcto decir que el peso de un objeto es la manifestación de la fuerza eléctrica?
- ¿Cómo genera el planeta Tierra su propia gravedad?
- ¿Qué pasaría si la Tierra siguiera girando y dejara de girar?
- Si el núcleo interno de la Tierra estuviera hecho de osmio en lugar de aleación de hierro-níquel, ¿cómo se vería afectada la gravedad y la vida cotidiana?
- La tierra orbita alrededor del sol porque tiene un momento angular. Si detuvimos la tierra en órbita y luego la dejamos caer directamente hacia el sol, ¿cuánto tiempo tomaría llegar al sol en segundos?
Ahora podemos hablar sobre un experimento mental muy temprano en física. Imagina que estás parado al borde de un acantilado de 100 m de altura. Si sueltas una roca, caerá directamente hacia abajo. Si arroja la roca horizontalmente, se caerá, pero seguirá moviéndose horizontalmente mientras lo hace y caerá en ángulo. (El ángulo no es constante: la forma es una curva llamada parábola, pero aquí es relativamente poco importante).
La fuerza es recta hacia abajo, pero esa fuerza no impide que la roca se mueva horizontalmente. Si arrojas la roca horizontalmente más fuerte, va más allá y cae en un ángulo más superficial. La fuerza sobre él es la misma, pero la velocidad original era mucho mayor y, por lo tanto, la desviación es menor.
Ahora imagine tirar la roca con tanta fuerza que viaja un kilómetro horizontalmente antes de tocar el suelo. Si haces eso, sucede algo ligeramente nuevo. La roca aún cae, pero tiene que caer más de 100 metros antes de tocar el suelo. La razón es que la Tierra está curvada y, a medida que la roca viajaba ese kilómetro, la Tierra en realidad se curvaba debajo de ella. En un kilómetro, resulta que la Tierra se curva en unos 10 centímetros, una pequeña diferencia, pero real.
A medida que arrojas la roca aún más fuerte que eso, la curvatura de la Tierra debajo se vuelve más significativa. Si pudieras arrojar la roca 10 kilómetros, la Tierra ahora se curvaría por 10 metros, y durante 100 km arrojaría la Tierra por un kilómetro entero. Ahora la piedra tiene que caer muy lejos en comparación con el acantilado de 100 metros desde el que se dejó caer.
Echa un vistazo al siguiente dibujo. Fue hecho por Isaac Newton, la primera persona en entender las órbitas. En mi humilde opinión, es uno de los mejores diagramas jamás realizados.
Lo que muestra es que si pudieras lanzar la roca lo suficientemente fuerte, la Tierra se curvaría tanto debajo de la roca que la roca nunca se acercará más al suelo. ¡Da la vuelta al círculo y puede golpearte en la parte posterior de la cabeza!
Esta es una órbita. Es lo que la ISS y la luna están haciendo. En realidad, no podemos hacerlo aquí cerca de la superficie de la Tierra debido a la resistencia del viento, pero en la superficie de la luna, donde no hay atmósfera, podría tener una órbita muy baja.
Este es el mecanismo por el cual las cosas “se mantienen” en el espacio. Es cierto que la gravedad se debilita a medida que avanzas. La gravedad de la Tierra es mucho más débil en la luna que en la ISS (pero tiene casi la misma fuerza en la ISS que en la superficie de la Tierra: la ISS está a solo 400 km de altura pero el radio de la Tierra es de 6000 km, por lo que la órbita no es realmente tan alto. De hecho, se llama “órbita terrestre baja”).
Debido a que la gravedad es mucho más débil en la luna, la luna orbita mucho más lentamente que la ISS. Lleva un mes dar la vuelta. La EEI lleva unas horas. Una consecuencia interesante es que si sales con la cantidad justa entre seis radios terrestres, alcanzas un punto donde la gravedad se debilita lo suficiente como para que una órbita alrededor de la Tierra tome 24 horas. Allí, podría tener una “órbita geosíncrona”, un satélite que orbita para que permanezca por encima del mismo punto en el ecuador de la Tierra a medida que gira la Tierra.
Aunque la gravedad se debilita a medida que avanza, no hay una distancia de corte. En teoría, la gravedad se extiende para siempre. Sin embargo, si fueras hacia el sol, eventualmente la gravedad del sol sería más fuerte que la de la Tierra, y entonces ya no volverías a caer a la Tierra, incluso sin la velocidad para orbitar. Eso sucedería si recorrieras alrededor de .1% de la distancia al sol, o alrededor de 250,000 km, o 40 radios de la Tierra. (En realidad, esto es menor que la distancia a la luna, pero la luna no cae al Sol porque está orbitando al sol, al igual que la Tierra misma).
