¿Por qué la gravedad nos empuja hacia abajo y no hacia arriba?

¿Por qué la gravedad nos empuja hacia abajo y no hacia arriba?

La gravedad es la razón por la cual los objetos con masa o energía se atraen entre sí. Por eso las manzanas caen hacia la Tierra y los planetas orbitan alrededor de las estrellas.

Los imanes atraen algunos tipos de metales, pero también pueden repeler otros imanes. Entonces, ¿cómo es que sólo sientes la gravedad?

En 1915, Albert Einstein encontró la respuesta cuando publicó su teoría de la relatividad general. La razón por la que la gravedad te atrae hacia el suelo es que todos los objetos con masa, como nuestra Tierra, en realidad doblan y curvan la estructura del universo, llamada espaciotiempo. Esa curvatura es lo que sientes como gravedad.

¿Qué es el espacio-tiempo?

Antes de adentrarse en el complicado mundo de la gravedad, es necesario comprender el espacio-tiempo.

El espacio-tiempo es exactamente lo que parece: las tres dimensiones del espacio (largo, ancho y alto) combinadas con la cuarta dimensión: el tiempo. Utilizando algunos cálculos muy brillantes, Einstein fue la primera persona en darse cuenta de que las leyes de la física funcionan en un universo donde el espacio y el tiempo se fusionan.

Esto significa que el espacio y el tiempo están conectados: si te mueves muy rápido en el espacio, el tiempo se ralentiza para ti en comparación con alguien que se mueve lentamente. Por eso los astronautas, que se mueven muy rápidamente en el espacio, envejecen un poco más lento que las personas en la Tierra.

La Tierra curva el espacio-tiempo de modo que caes hacia la Tierra en lugar de alejarte de ella. Crédito: Tokamac/Wikimedia Commons, CC BY-SA

La materia crea pozos de gravedad, no colinas de gravedad

Recuerde, la gravedad es la idea de que los objetos en el universo se atraen entre sí porque el espacio-tiempo está curvado y curvado. Cuando Einstein inventó la relatividad general, demostró que todas las cosas en el universo pueden curvar el espacio-tiempo; en términos físicos, eso es masa y energía.

Dado que el cerebro suele pensar en el mundo en tres dimensiones, es realmente difícil pensar en las cuatro dimensiones del espacio-tiempo como una sola idea. Entonces, para que sea más fácil de visualizar, imagina la superficie de un trampolín. Si no tiene nada encima, es plano. Pero si te paras en el trampolín, se extiende alrededor de tus pies y crea un valle contigo en el centro. Si hubiera una pelota en el trampolín, rodaría hacia tus pies.

La gravedad funciona de manera similar a la forma en que los objetos ruedan hacia tus pies si estás en un trampolín.

Este es un ejemplo bidimensional de cómo funciona el espacio-tiempo. Tu masa estiró el trampolín, creando lo que se llama un pozo de gravedad para que la pelota ruede. Esto es muy similar a la forma en que la gravedad de un objeto pesado, como la Tierra, atrae a cosas como tú y como yo hacia él.

Para hacer las cosas aún más extrañas, dado que el espacio y el tiempo están conectados, El tiempo también se alarga con objetos pesados.!

En la película «Interstellar», los personajes van a un planeta cercano agujero negroy mientras están ahí, envejecen más lentamente que cualquier otra persona.

Cuanto más pesado seas, más empinados serán los lados del trampolín. Es por eso que las cosas verdaderamente masivas en el universo, como el Sol o los agujeros negros, tienen una gravedad más fuerte que la de la Tierra.

Entonces, ¿por qué la gravedad te empuja hacia abajo y no te aleja?

Imagínese que alguien pasó debajo del trampolín y se levantó. ¡La pelota se alejaría rodando! Esto sería una colina de gravedad, no un pozo de gravedad. Hasta donde saben los científicos, la materia –o cosas parecidas– siempre crea pozos gravitacionales, no colinas gravitacionales. Los científicos pueden imaginar cosas hechas de materia o energía exótica que podrían hacer que la gravedad te atraiga hacia el espacio, pero hasta ahora nadie ha encontrado nada que pueda hacer que la gravedad te aleje de la Tierra.

Escrito por Mario Borunda, Profesor Asociado de Física, Universidad Estatal de Oklahoma.

Adaptado de un artículo publicado originalmente en La conversación.