La gravedad es un fenómeno natural por el cual los objetos y campos de materia dotados de masa o energía son atraídos entre sí, pero dos científicos lucharon por demostrar si se producía instantáneamente.
Newton pensó que la gravitación se produciría instantáneamente y se propagaría a velocidades infinitas. Einstein demostró lo contrario; la gravedad no es instantánea, pero ¿cómo fue que se llegó a ese resultado?
¿Es la gravedad instantánea o tiene una velocidad?
Cuando Newton formuló por primera vez su teoría de la gravedad, imaginó masas que se atraían entre sí, instantáneamente, desde cualquier gran distancia en todo el Universo
Pero resulta que ninguna señal, ni siquiera la gravedad, puede viajar más rápido que la velocidad de la luz: el límite de velocidad cósmica para todas y cada una de las partículas y/o fuerzas.
Resulta que, a pesar de cualquier pensamiento intuitivo que podamos tener sobre cómo debería comportarse la gravitación, sólo los experimentos, las mediciones y las observaciones pueden proporcionar la respuesta a una pregunta física como ésta sobre la realidad.
Así lo demostró Einstein cuando tras varios intentos fallidos y aproximaciones, logró algo satisfactorio en 1915 que se llamó teoría de la relatividad general en esta teoría los cálculos son muy complicados, pero numerosos ejemplos muestran que la curvatura de una región del espacio-tiempo tarda en propagarse hacia otros lugares. Las propias ondas gravitatorias que son una perturbación del campo gravitatorio no son instantáneas y se propagan precisamente a la velocidad de la luz.
Todo inicia con la velocidad de la Luz
El primero que intentó medirlo, al menos según la leyenda, fue Galileo. Organizó un experimento por la noche, en el que dos personas estarían cada una en la cima de picos montañosos adyacentes, cada una equipada con una linterna, al estilo de las balizas de Gondor . Uno de ellos develaba su linterna, y cuando el otro la veía, develaba su propia linterna, permitiendo al primero medir cuánto tiempo había transcurrido. Desafortunadamente para Galileo, los resultados parecieron instantáneos, limitados únicamente por la velocidad del tiempo de reacción de un ser humano.
El avance clave no llegaría hasta 1676, cuando Ole Rømer tuvo la brillante idea de observar la gran luna más interna de Júpiter, Io, mientras pasaba detrás de Júpiter y reaparecía de la sombra del planeta gigante. Debido a que la luz tiene que viajar desde el Sol a Ío, y luego desde Ío de regreso a nuestros ojos, debería haber un retraso observado desde que Ío abandona geométricamente la sombra de Júpiter, hasta que la luz que llega, rebotando en la Luna, se vuelve observable aquí. en la tierra.
El trabajo de Rømer influyó en varios científicos importantes de su época, incluidos Christiaan Huygens e Isaac Newton, quienes idearon las primeras (pero mutuamente contradictorias) descripciones científicas de la luz. Pero, fue Newton quien logro demostrar que cada objeto masivo del Universo ejerció una fuerza de atracción sobre todos los demás objetos masivos del Universo, y esa interacción fue instantánea y ocurrió sin demora alguna.
Así es como Newton formuló su ley de gravitación universal, donde las órbitas matemáticas que derivó coincidían precisamente con la forma en que los planetas se movían a través del espacio.
Pero los éxitos de Newton no durarían para siempre. La primera pista real llegó con el descubrimiento de la Relatividad Especial, y la noción de que el espacio y el tiempo no eran en realidad cantidades absolutas, sino que la forma en que los observamos depende de manera muy intrincada de nuestro movimiento y ubicación.
Aparece la relatividad
Después de Newton, diversos científicos descubrieron que cuanto más rápido te mueves a través del espacio, más lentos parecen correr los relojes y más cortas parecen ser las distancias, es decir aparece el contrato de distancias y el tiempo se dilata.
Es decir, en cantidades cada vez mayores cuanto más nos acercamos a la velocidad de la luz, más difiere el tiempo. Se observó que las partículas inestables que se desintegran con una vida media específica sobreviven más tiempo si se mueven a altas velocidades. Esto llevó a una conclusión revolucionaria: el espacio y el tiempo no pueden ser absolutos, sino relativos para cada observador único, lo cual, difiere con lo propuesto por Newton.
El problema, según Einstein, es que toda la imagen de Newton debe descartarse para que el Universo tenga sentido. En un Universo donde el espacio y el tiempo no son cantidades absolutas sino relativas a cualquier observador, la gravedad ya no puede verse como una fuerza instantánea y en línea recta que conecta dos puntos cualesquiera del Universo. Como alternativa viable, Einstein propuso una imagen en la que el espacio y el tiempo están entretejidos en lo que él visualizaba como un tejido cuatridimensional inseparable.
Este tejido se deformaría no sólo por la presencia de masas, sino por todas las formas de materia y energía, dondequiera y cuándo estuvieran ubicadas.
Y, como consecuencia de esto, en lugar de que los planetas orbiten alrededor del Sol debido a una fuerza invisible, simplemente se mueven a lo largo de la trayectoria curva determinada por la estructura curva y distorsionada del espacio-tiempo.
Una lógica actual
Desde un punto de vista moderno, esto tiene sentido, ya que cualquier forma de radiación sin masa (ya sea partícula u onda) debe viajar exactamente al límite de velocidad para todas las cantidades sin masa: la velocidad de la luz en el vacío.
Es por esa razón que la concepción original de Newton sobre la gravitación no se sostiene, ya que, después de todo, la gravedad no es una fuerza instantánea. En cambio, los resultados concuerdan con Einstein: la gravitación se propaga a una velocidad finita y la velocidad de la gravedad es exactamente igual a la velocidad de la luz.
