¿La gravedad afecta a todos los objetos por igual o algunas cosas están menos afectadas?
Claramente, la gravedad no afecta a todos los objetos por igual. Tira de una casa hacia el centro de la Tierra con mucha más fuerza que una pluma. La diferencia es tan grande que sin asistencia mecánica puedo levantar una pero no la otra. La gravedad tira un par de plumas dos veces más fuerte que una pluma.
Para hacer de esta una pregunta no trivial, uno debe considerar tres definiciones de masa:
- Si el tiempo se ve afectado por la gravedad, ¿no significa eso que está hecho de materia o energía?
- ¿Todas las estrellas orbitan un agujero negro?
- Cuando dejamos caer un lápiz, la tierra lo atrae y parece que el lápiz está cayendo hacia la tierra. ¿Por qué la tierra no se acerca al lápiz?
- En gravedad cero, ¿qué tan grande podría construir una esfera de agua (unida por la tensión superficial)?
- ¿Por qué los paracaídas caen a la Tierra y las fuerzas ascendentes y descendentes son iguales?
- La aceleración de un cuerpo es
(la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo) / (la masa de ese cuerpo).
- La fuerza que actúa sobre un cuerpo debido a la gravedad es
(la fuerza del campo gravitacional, una aceleración) × (la masa de ese cuerpo).
- La fuerza del campo gravitacional, una aceleración, causada por la presencia de un cuerpo es
(una constante universal, G ) × (la masa de ese cuerpo) / (la distancia del cuerpo) ².
Una forma significativa de la afirmación “la gravedad afecta a todos los objetos por igual” es la afirmación de que la masa de cualquier cuerpo, medida por cada uno de los tres criterios anteriores, es la misma. La declaración habitual de esta distinción es “masa inercial versus masa gravitacional”, aunque la masa de la segunda y tercera definiciones anteriores podría llamarse “masa gravitacional”. La afirmación de que son iguales es equivalente al “principio de equivalencia”, que establece que un campo gravitacional específico tiene exactamente el mismo efecto que la aceleración con la misma magnitud y dirección.
Se han hecho muchas comparaciones para verificar la equivalencia de las dos primeras definiciones, de las cuales la primera registrada es la caída de dos pesos de Galileo desde la Torre Inclinada de Pisa. Tales experimentos se han realizado con muchas sustancias diferentes, incluidas sustancias con proporciones cada vez más altas de neutrones en su composición. Todos han confirmado la equivalencia de las dos primeras definiciones.
(AFAIK, los intentos de medir la masa de electrones por la segunda definición no han logrado separar el efecto de la gravedad de los efectos de los campos eléctricos que no se pueden eliminar, porque la fuerza electrostática es mucho mayor que la fuerza gravitacional).
La igualdad de masa según la tercera definición es más difícil de medir. Sin embargo, su igualdad con la masa por las otras dos definiciones es necesaria para la conservación del impulso. En consecuencia, la equivalencia de la tercera definición está bien respaldada por observaciones astronómicas.
