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El MAYOR MISTERIO de la FÍSICA

El MAYOR MISTERIO de la FÍSICA

 
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Hablar de cuál es el mayor misterio de la física es discutible y podría aludir por ejemplo, a qué hay en el interior de un agujero negro, si hay más dimensiones en el universo o hasta esclarecer qué es la enigmática energía oscura. Pero no es el caso. Me refiero a algo muchísimo más cotidiano, que está por todas partes en el universo y presente en nuestro día a día, a todas horas y en todas partes. Algo que lo condiciona absolutamente todo pero que sin embargo, conocemos muy poco.

La gravedad. Sí amigos y amigas, quizá os parezca trivial o poco interesante, pero la gravedad condiciona el movimiento de todo lo que hay en el universo, nos permite habitar este planeta y es objeto de millones de millones de ecuaciones de lo más útiles... pero sin embargo, es un misterio.
Todos sabéis que los objetos con masa se atraen... pero ¿por qué? ¿Qué explica la fuerza de atracción de la gravedad? ¿Y por qué de las fuerzas conocidas, es la más insignificante y débil con asombrosa diferencia? ¿Qué sabemos en realidad, de la gravedad?

La gravedad ha tenido un papel fundamental en convertir al Universo en lo que es. Es lo que hace que se unan entre sí trozos de materia, para formar planetas, lunas y estrellas. La gravedad es lo que hace que los planetas entren en órbita alrededor de las estrellas y hace que las estrellas se junten entre sí para formar enormes galaxias giratorias.
Hoy sabemos que la gravedad es una fuerza de atracción que atrae y que es generada por cualquier objeto con masa.

La humanidad intentó durante miles de años dar respuesta a esta pregunta, y el científico italiano Galileo Galilei fue uno de los primeros en investigar qué provocaba el movimiento de los objetos. Demostró que la aceleración gravitatoria en caída libre es la misma para todos los objetos. Esto supuso un gran cambio respecto a la creencia de Aristóteles de que los objetos más pesados tienen una mayor aceleración gravitatoria. Galileo postuló la resistencia del aire como la razón por la que los objetos con baja densidad y una superficie elevada caen más lentamente en una atmósfera.

Sin embargo, fue cuando Isaac Newton estudió la gravedad cuando empezamos comprender esta característica del universo.
En ese tiempo la Ciencia se dedicaba fundamentalmente a hacer sangrías y amputaciones, pero Newton miró más allá y fue capaz escribir un manual de usuario de la gravedad.
La genialidad de Newton no tenia límites. Fue capaz de entender que la fuerza que hace caer los objetos al suelo, es la misma que hace que la Tierra gire alrededor del Sol y la que rige los movimientos de todos los objetos celestes. Y no sólo eso, además Newton fue capaz de escribir matemáticamente sus ideas en un tiempo en el que las matemáticas como lenguaje de la física apenas acababa de nacer.
Sus hallazgos entorno a la gravedad fueron enunciados en 1687 con su la ley de gravitación universal, que facilitaba una serie de expresiones matemáticas que describen de forma precisa la manera en que los objetos se mueven dentro de un campo gravitatorio.
En pocas palabras, esta ley nos dice que la fuerza mutua que sienten dos objetos es proporcional a la masa de ambos, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Es decir, cuanto mayor es la masa mayor es la fuerza, y cuanto mayor es la distancia que los separa, menor es la fuerza que ejercen. Sin embargo, tienen alcance infinito: dos cuerpos, por muy alejados que se encuentren, siempre experimentan esta fuerza en algún grado.

No obstante, el propio Newton ya era consciente de que no estaba explicando qué es la gravedad, si no como ésta actúa.
A principios del siglo XX Einstein entendió que algo no funcionaba con la ley de la Gravitación Universal de Newton. El efecto instantáneo de actuación de la gravedad que describía Newton debía ser erróneo, pues la gravedad habría de propagarse como mucho a la velocidad de la luz en el vacío.

Einstein además fue capaz entender que la gravedad se puede “simular” simplemente con una aceleración. A esta imposibilidad de distinguir entre movimientos con aceleraciones y gravedad, Einstein lo denominó principio de equivalencia.
No contento con eso, llegó a la conclusión de que la gravedad tenía que estar relacionada de alguna manera con la curvatura del espacio y el tiempo.
Así, desarrolló su teoría general de la relatividad, en la que describía la gravedad como una deformación del espacio provocada por la presencia de objetos masivos, similar a lo que ocurre cuando una bola pesada deforma una tira de goma.

Esta deformación "indica" a los objetos más pequeños como deben desplazarse por el espacio, para que entren en órbita o caigan sobre el objeto astronómico más grande.
La idea de Einstein indicaba que el espacio era como una estructura de tela estirada a lo largo del universo y la llamó "continuo espacio-tiempo".
Los experimentos han indicado que Einstein tenía razón con esta muchas otras ideas, pero hay algunas preguntas para las que incluso Einstein no tenía respuestas.

La fuerza nuclear fuerte, la nuclear débil y la fuerza electromagnética, son mucho más poderosas que la fuerza de la gravedad.
¿Cómo es posible que un pequeño imán pueda levantar un objeto del suelo con una fuerza superior a la que ejerce todo un planeta?
Toda nuestra vida está condicionada por esta fuerza, pero a día de hoy, la gravedad es, entre todas las fuerzas fundamentales del universo, la que menos comprendemos.
A diferencia de las otras fuerzas, no hay una teoría cuántica para la gravedad. Porque a diferencia de las otras fuerzas, no se ha encontrado una partícula que permita su actuación. Se está buscando y la llamamos gravitón, y serían partículas sin masa, que viajarían a la velocidad de la luz entre un cuerpo y otro "transportando" la gravedad.
Así, el gravitón sería la hipotética partícula cuántica responsable de transmitir la interacción gravitatoria, pero el hecho de que la gravedad sea muchos órdenes de magnitud más débil que las demás interacciones de la naturaleza hace que dicha partícula sea prácticamente imposible de detectar. Otro gran misterio de la gravedad es precisamente ese: por qué su intensidad es tan débil comparada con las de las demás fuerzas fundamentales.

Considerando el amplio éxito de la teoría cuántica para describir la mayoría de las fuerzas básicas del universo, parece natural asumir que los mismos métodos servirán para explicar la gravedad. Se han hecho muchos intentos para detectar el hasta ahora invisible gravitón, sin embargo, existen además problemas matemáticos específicos asociados a la forma en que opera la gravedad que no han permitido desarrollar una teoría cuántica gravitatoria.

Sin la gravedad nuestro universo no existiría. Sus efectos resultan obvios: se trata de la fuerza que nos mantiene pegados a la Tierra, la que hace que los planetas giren alrededor del Sol y la que cohesiona las galaxias. Sin embargo, los mecanismos que subyacen a esta interacción fundamental siguen siendo un misterio.
Con tantas preguntas y tan pocas respuestas, la gravedad sigue siendo uno de los mayores rompecabezas de la física contemporánea.

¿Sabías que la tan conocida y usada gravedad es un misterio?
¿Lograremos hallar el gravitón, o esta fuerza no es como las otras, que sí tienen su partícula transmisora?
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