LA TEORÍA DE NEWTON

LA TEORÍA DE NEWTON

A finales del siglo XVII, todavía nadie se planteaba de forma científica el origen del universo, pues se partía de la base que Dios había creado todo lo que existe, de acuerdo a su poder omnímodo. Todos los astrónomos y sabios, incluidos Copérnico, Kepler y Galileo, se habían limitado a constatar el movimiento de los astros y a estudiar sus trayectorias.

La teoría de Newton

La teoría de Isaac Newton (1643 – 1727) dio un paso más adelante: declaró que «todo sucede como si la materia atrajera a la materia con una fuerza que es proporcional a las masas e inversamente proporcional a la distancia que las separa».

La teoría elaborada por Isaac Newton afirma que esa fuerza de atracción, denominada gravedad, es la responsable de la caída de los cuerpos en la Tierra y de los movimientos a gran escala que se observan en el Universo: la órbita de la Luna alrededor de la Tierra y la órbita de los planetas alrededor del Sol. Para llegar a estas conclusiones necesitó nuevas y más potentes herramientas de cálculo. No eran suficientes las matemáticas y geometría heredadas de los sabios de la antigüedad griega. Newton tuvo la genialidad y la fuerza de voluntad para crear el cálculo diferencial y el cálculo integral. Ambas disciplinas fueron adoptadas de inmediato por otros científicos y actualmente son herramientas necesarias en todas las profesiones que tienen que ver con cualquier rama de ingeniería. Newton explico cómo se comportan los cuerpos ante la gravedad. Desde ese momento la fuerza de gravedad sirvió para explicar cómo funcionan los movimientos de los cuerpos en la Tierra y en el espacio. Dos siglos más tarde, Albert Einstein propuso un modelo teórico para explicar el origen de la gravedad. Según la teoría de Newton, todas las partículas materiales y todos los cuerpos se atraen mutuamente por el simple hecho de tener masa, en proporción directa a sus masas, pero esta fuerza pierde intensidad en proporción al cuadrado de la distancia que los separa. Esto quiere decir que un astronauta que está en el suelo (a unos 6.300 km del centro de la Tierra) si ahí pesa 100 kg con su equipo (es atraído por la gravedad terrestre con la fuerza de 100 kg), cuando esté a 6.300 km de altura, es decir al doble de distancia, la fuerza de atracción será la cuarta parte: 25 kg. La fuerza de gravedad nunca es repulsiva, siempre produce atracción entre los cuerpos, cualquiera que sea su composición, y la fuerza resultante se produce atrayéndose el centro de gravedad de un objeto con el centro de gravedad del otro. Además de obligar a que los objetos caigan hacia abajo, esta fuerza le da a la Tierra y a sus habitantes muchas de sus características porque, eso sí es necesario dejarlo claro: no en cualquier otro astro encontramos condiciones idénticas.

En la Luna, con una masa 81 veces menor que la de la Tierra, un astronauta pesaría escasamente unos pocos kg. Podría dar saltos que romperían todos los récords de atletismo.

La teoría newton

La masa de la Tierra es 5,97 * 10²⁴ kg.

La masa de la Luna es 7,34 * 10²² kg. En cambio, en el planeta Júpiter, que tiene una masa 318 veces superior a la masa de la Tierra, un astronauta pesaría más de 700 kg. Los músculos de sus brazos y piernas serían incapaces de realizar ningún movimiento, como no fuera arrastrarse penosamente.

aunque a grandes distancias la fuerza de la gravedad puede ser muy débil, tiene un alcance infinito. Por eso, los planetas del sistema solar, como Urano que está a más de 3.000 millones de km del Sol, es atraído por éste y sigue dócilmente describiendo una órbita a su alrededor.

La fuerza gravitatoria es universal, a ella se someten todas las partículas elementales sin excepción; sin embargo, en el interior de las partículas elementales, debido a su poca magnitud, la gravedad no juega un papel importante. Después de todos sus estudios, cálculos y deducciones, Isaac Newton estaba absolutamente desconcertado acerca de la estabilidad de las estrellas en el cielo. Si la teoría de la gravedad es correcta ¿Cómo es que las estrellas no se precipitan todas ellas hacia un centro común, sino que por el contrario permanecen sin ningún apoyo aparente en unas posiciones muy estables?

Newton, dedujo que el universo tiene dimensiones infinitas y que las estrellas están distribuidas en él uniformemente, de modo que no hay ningún centro hacia el cual caer debido a que cualquier estrella recibe la atracción gravitatoria de sus vecinas. Debido a que estas fuerzas provienen uniformemente desde todas direcciones, no hay ninguna fuerza que las envíe hacia un centro. De todos modos, es de suponer que el gran Newton no quedó demasiado satisfecho con esta explicación y es probable que estas dudas lo acompañaron hasta su muerte.

Galaxias

Dos siglos más tarde, Albert Einstein (1879-1955) también se encontraba perplejo ante el Universo que en ese tiempo era considerado estático y que, sin embargo, según la ley de gravedad de Newton, no debería ser estático sino ir encaminado a sufrir un colapso.

Einstein pensó que si el Universo no había implosionado bajo su propia gravedad era porque existía una fuerza cósmica repulsiva desconocida que actuaba en sentido contrario a la fuerza de gravedad. Descubrió que en sus ecuaciones del campo gravitatorio era posible introducir un término que daba lugar a una fuerza repulsiva de características que satisfacían perfectamente las condiciones necesarias para explicar la inexistencia del colapso gravitatorio. En esos años, no existía ningún indicio de que se hubiera detectado nunca este tipo de fuerza repulsiva a niveles astronómicos. Por tal motivo, a pesar de disponer de un modelo matemático convincente que explicaba satisfactoriamente el equilibrio entre la fuerza de gravedad de tipo atractivo y esta nueva fuerza de tipo repulsivo, Einstein desistió de incluir en sus fórmulas este término optativo que, por otra parte presentaba grandes problemas para establecer el delicado equilibrio entre las fuerzas de atracción (que llevarían a un colapso) y las fuerzas de repulsión (que dejarían un vacío cósmico con el alejamiento de las estrellas y galaxias).