En términos simples, ¿alguien puede explicar la gravedad?

La gravedad es la fuerza de atracción entre dos masas. La fuerza es proporcional a la masa e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Newton lo hizo bien.

Pero no exactamente correcto. Hay algunos refinamientos elaborados por Einstein. Por un lado, la fuerza no está entre dos masas, sino entre dos gotas de energía. La masa y la energía son equivalentes, por lo que eso no cambia mucho las cosas. Pero hay otro refinamiento. La fuerza también depende no solo de la densidad de energía, sino también de la densidad de momento. Para la mayoría de las situaciones, eso no importa, pero hace una diferencia que se puede detectar.

Resulta que todo esto puede reformularse para describirse no como una fuerza, sino como la densidad de energía / momento que cambia la geometría del espacio-tiempo. En esta reformulación, no hay fuerza gravitacional; Todos los objetos se mueven sin desviar a través de un espacio-tiempo distorsionado. Para la mayoría de las situaciones, esto no hace una diferencia real; La Tierra todavía se mueve en una elipse (casi exactamente) alrededor del Sol en un año. Las leyes de Kepler siguen siendo en gran medida correctas, aunque no exactamente.

Pero la interpretación geométrica predice algunos fenómenos nuevos importantes, como el hecho de que un reloj funcionará más rápido arriba (con un potencial gravitacional más alto). La interpretación geométrica hace una gran diferencia para cosas como los agujeros negros, en los que la gravedad es muy fuerte. La mayoría de las preguntas que leerá en Quora sobre la gravedad se refieren a estos casos de campo fuertes.

Pero las ondas gravitacionales no son un campo fuerte, y pueden considerarse fácilmente y con precisión como pedazos del campo gravitacional de Newton sacudido cuando una masa oscila rápidamente. De esa manera, son análogos a la luz que se emite cuando se sacude un electrón. Para hacer el cálculo, debe suponer que la gravedad viaja a la velocidad de la luz, pero un enfoque de mecánica cuántica descubierto en 1935 por Hideki Yukawa argumenta que cualquier fuerza que tenga una ley del cuadrado inverso se propagará a la velocidad de la luz.

El problema es que (como siempre decía Feyman) en algún momento las explicaciones terminan, ya que te has metido en algún misterio central al que no hay respuesta. Las “fuerzas” en física golpearon esa pared temprano. No los entendemos en términos de fenómenos “más simples”.

Ya sea que “explique” la gravedad como una “fuerza” que proviene de la masa, o una flexión del espacio-tiempo causada por la “energía del estrés”, todavía tiene un problema básico. ¿Por qué hay tal conexión? ¿Por qué la masa causa esta fuerza, o (si lo desea) por qué la energía de masa deforma el espacio-tiempo? No lo sabemos Entonces esa parte de la explicación termina ahí.

Es útil explicar la “fuerza” en términos de espacio-tiempo deformado o doblado. Lo que puede hacer, siempre que acepte y comience con el requisito extraño e inexplicable de que todas las cosas en caída libre procedan a través del espacio-tiempo a la misma velocidad, siempre. Pero (de nuevo) se desconoce la razón de la flexión del espacio-tiempo en sí. No hay ninguna razón obvia para que esto suceda, y mucho menos cualquier razón para que suceda en la medida cuantitativa que sucede.

Como se señaló, eso es típico de las cuatro “fuerzas” fundamentales en física. Todos son misterios centrales, en origen, fuerza y ​​carácter.

Gravedad es el nombre que le damos a una fuerza que ocurre entre la materia, que une las cosas con la masa.

Cualquier cosa con masa (o peso, como se le llama más a menudo, aunque los dos términos no son lo mismo para los científicos) atrae, atrae hacia ella, todo lo demás en el universo con masa. Toda la materia en el universo está ejerciendo esta fuerza, uniéndose. La cantidad de fuerza que ejercen las cosas depende de la masa que tengan; es decir, las cosas más pesadas tiran de otras cosas más. Sin embargo, cuanto más separados están dos objetos, menos sienten la atracción mutua y los efectos de la gravedad son más débiles. La fuerza de la gravedad se cae, se debilita, como un cuadrado de la distancia entre los objetos. Eso significa que si duplica la distancia entre dos objetos, sentirían solo un cuarto de la fuerza de la gravedad.

Es por eso que estamos sujetos a la Tierra, porque es muy grande y tiene mucha masa. Igualmente, la razón por la cual la Tierra orbita alrededor del Sol es porque el Sol aún es mucho más grande. Pero la razón por la que estamos sujetos a la Tierra, en lugar de ser arrastrados hacia el Sol, se debe a la gran distancia entre nosotros y el Sol, en comparación con la distancia relativamente pequeña entre nosotros y el centro de la Tierra.

La gravedad es en realidad una fuerza bastante débil, aunque esto no es necesariamente obvio. Aunque nos mantiene en la Tierra, si tomo un clip de papel y un imán de refrigerador, puedo sostener ese clip contra la fuerza de la gravedad con solo el imán. A pesar de que tiene toda la masa del planeta tirando del clip, el pequeño imán, con su fuerza magnética, es suficiente para levantar el clip. Esta debilidad de la fuerza explica por qué no podemos sentirnos arrastrados hacia otras personas u objetos; hay una fuerza de gravedad allí, pero es demasiado débil para que podamos sentirla.

Esperemos que esto sea útil como resumen básico de la gravedad. Una pregunta como esta es potencialmente muy amplia, y saber exactamente qué quería o no quería el interrogador es difícil sin más detalles.

Obviamente, esta es solo una descripción bastante superficial de la gravedad, y no entra en muchos de los detalles de la mecánica clásica, la relatividad general no importa. Sin embargo, mucho de eso no es algo que pueda explicarse de manera realista en términos simples; La relatividad general se considera uno de los temas más complejos de la física. Si hay preguntas más específicas sobre la gravedad, me complacería tratar de abordarlas también.

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