La interacción gravitatoria y su partícula mediadora
Publicado por: Melany Mora Mora
La fuerza gravitatoria está implicada en la formación
de los planetas, estrellas, galaxias, entre otros componentes del universo
astronómico, además, incluye la fuerza conocida como peso, que se debe a la
acción de la atracción gravitacional terrestre sobre los cuerpos. Esta es responsable
de la interacción que surge entre las partículas con masa, así como de la
configuración a escala macroscópica del Universo y su estabilidad, es de naturaleza atractiva, con un alcance prácticamente infinito y posee una intensidad 10-40
veces más débil que las otras interacciones fundamentales.
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| Fuerza Gravitatoria Tomado de: assatelier.altervista.org |
De acuerdo con Eng (2014), la mayoría de las teorías
consideran que la fuerza gravitatoria “tiene un alcance ilimitado; las fuerzas
gravitacionales se agregan y la masa puede convertirse en energía. Es por eso
que se ha creído que la fuerza gravitacional es la fuerza dominante y es la que
rige todo el universo” (p. 104).
Inicialmente la interacción gravitatoria se expuso a partir de la Ley de Gravitación Universal de Isaac Newton, en la que todo objeto con masa ejerce una interacción gravitatoria sobre cualquier otro objeto. Esta “es una manifestación de la deformación que sufre el espacio-tiempo por la presencia de grandes masas, donde la teoría newtoniana de la gravitación es una aproximación no-relativista a la interacción gravitatoria” (Benavente, 2011, p. 8). Sin embargo, también la teoría de la relatividad general de Albert Einstein describe más detalladamente su comportamiento como un efecto geométrico de la materia sobre el espacio y el tiempo, afirmando que la fuerza gravitacional se debe a una curvatura en el espacio – tiempo.
“De esta forma, así como una piedra deforma una lona o de desplaza sobre esta siguiendo una trayectoria curva, el sol deforma el espacio- tiempo de cuatro dimensiones a su alrededor y los planetas se mueven siguiendo esa curvatura” (Hacyan, 2013).
En el
siguiente video se brinda una explicación detalla de qué es fenómeno de la
gravedad, la razón por la que se produce dicha fuerza y las teorías en las que
se basa.
Inicialmente la interacción gravitatoria se expuso a partir de la Ley de Gravitación Universal de Isaac Newton, en la que todo objeto con masa ejerce una interacción gravitatoria sobre cualquier otro objeto. Esta “es una manifestación de la deformación que sufre el espacio-tiempo por la presencia de grandes masas, donde la teoría newtoniana de la gravitación es una aproximación no-relativista a la interacción gravitatoria” (Benavente, 2011, p. 8). Sin embargo, también la teoría de la relatividad general de Albert Einstein describe más detalladamente su comportamiento como un efecto geométrico de la materia sobre el espacio y el tiempo, afirmando que la fuerza gravitacional se debe a una curvatura en el espacio – tiempo.
“De esta forma, así como una piedra deforma una lona o de desplaza sobre esta siguiendo una trayectoria curva, el sol deforma el espacio- tiempo de cuatro dimensiones a su alrededor y los planetas se mueven siguiendo esa curvatura” (Hacyan, 2013).
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| Efecto de la fuerza gravitatoria según la teoría de la relatividad general Fuente: Clear Science |
Además,
la interacción gravitatoria no se encuentra unificada dentro del modelo
estándar en el que se encuentran englobadas las demás interacciones, esto debido
a que no se ha logrado su verdadera cuantización, solo ha sido explicada sin
demostrarse a través de la teoría de cuerdas y de la gravedad cuántica de
bucles. Según Burbano, Burbano y García (2003), la fuerza gravitatoria, que se resiste
a la buscada teoría unificada, “se supone que debe coincidir a la distancia
inimaginable de 10-29 m, pero no es posible con la técnica actual, realizar
experimentos a distancias tan pequeñas, serían necesarios aceleradores de
partículas de dimensiones semejantes a las de la vía láctea” (p. 99)
La fuerza gravitacional adquiere relevancia como parte
de la estructura de las estrellas y en el comportamiento del Universo a gran
escala, donde mantiene en órbita a los planetas. De acuerdo con lo expuesto por Young
y Freedman (2013) esta es la fuerza más importante a la escala de planetas,
estrellas y galaxias, porque mantiene la integridad de la tierra y los planetas alrededor
del sol, donde:
"La tracción gravitacional mutua de diferentes partes del Sol comprime los materiales en su centro, hasta alcanzar densidades y temperaturas muy elevadas que hacen posible las reacciones nucleares que ocurren ahí. Tales reacciones generan las emisiones de energía solar, sin las cuales la vida no existiría en la tierra" (p. 406)
A
través de la siguiente simulación pueden reconocerse cada una de las particularidades
de la fuerza gravitatoria. En la misma se logran describir la relación entre el
Sol, la Tierra, y la luna, así como sus órbitas y posiciones. Además, explica
cómo la gravedad controla el movimiento del sistema solar y las
variables que intervienen o afectan la fuerza de gravedad.
Por otra parte, el Gravitón,
representa la partícula mediadora de la interacción gravitacional. Esta es una
partícula elemental hipotética de tipo bosónico con espín 2 y masa nula, el
cual se supone es estable, aunque todavía no ha sido detectado experimentalmente.
Además, de acuerdo con Tipler y Mosca (2017) “La carga gravitatoria análoga a
la carga eléctrica es la masa” (p. 1403)
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| Representación del Gravitón Tomado de: www.francis.naukas.com |
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