Gravitación Universal

Para empezar a adentrarnos al tema, me gustaría recalcar como empezó todo el estudio de una de las fuerzas que rigen el universo y más específicamente de nuestro sistema solar. Alguna vez seguramente todos hemos escuchado el nombre de Nicolás Copérnico, un astrónomo polaco que en el año de 1543 planeta la teoría que buscaba explicar el sistema solar y los movimientos planetarios en el mismo.

 

Este importante personaje, desmintió la teoría Geocentrista (postura radical de la religión) que gobernaba en dicha época, refutando que la tierra no era el centro del universo y que mucho menos esta se materia inmóvil. Copérnico explicaba que la tierra giraba en su propio eje en el tiempo de un solo día, pero este giraba alrededor del Sol en el tiempo de un año (365 días). Esto le permitiría Copérnico explicar ciertos fenómenos que ocurrían en la tierra viendo como los atardeceres y amaneceres se daban cotidianamente. A este enunciado se le conoce como Heliocentrismo, el Sol se quedará inmóvil en el centro del universo, haciendo que los planetas giren alrededor de él, y no él alrededor de los planetas. Manteniendo las diferentes posiciones de cada planeta y su tiempo al girar en el mismo,  para ello utilizo tres principales instrumentos: El cuadrante, el triqutrum y la esfera armilar.. En el sistema copernicano se descubrió que dependía del tamaño y distancia de la órbita para que los planetas tardarán en girar alrededor del sol, y esto dependería por la atracción gravitatoria que sufre el planeta.

Remontándonos a los años 1665 y 1666, un personaje muy conocido llamado Isaac Newton redacto la ley de la fuerza gravitacional, esta nos dice que un cuerpo con masa experimenta atracción hacia el centro de otro objeto con mayor masa. 

Ésta fuerza es una de las 4 fuerzas fundamentales de la naturaleza: Electromagnética (campo entre electricidad y magnetismo), Nuclear débil y nuclear fuerte (responsable de unificar la materia) y la fuerza de gravedad (la más débil de todas, siendo simepre atractiva). 

La fuerza gravitacional es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional a la distancia al cuadrado que las separa, es decir que mientras más lejano este el cuerpo menor será la fuerza de atracción que presente y viceversa.  A continuación, se aclararán algunos conceptos que nos ayuden a entender la fuerza gravitacional.

Utilizamos la constante de Gravedad (G) que equivale a G=6.67x10^-11 Nm²/kg

La masa se define como la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Como se mencionó anteriormente, la fuerza gravitacional es directamente proporcional a las masas, ya que mientras éstas tengan mayor cantidad de materia ejercerán mayor fuerza de gravedad a los cuerpos que se encuentren a su alrededor, por ejemplo, la tierra con una masa de 5,972x10²⁴ kg se ve atraída por el sol con una masa mayor de 1,989x10³⁰ kg.

Una característica importante de la masa es que ésta es INVARIABLE, la masa será igual dentro o fuera de la tierra, lo que altera a la gravedad más bien es la altura a la que se encuentre el cuerpo, mientras mayor distancia tenga con el centro del planeta menor será la gravedad y por ende menor será el peso. 

Masa y peso son conceptos que se suelen confundir mucho, entonces recalquemos que el peso es la fuerza de atracción gravitatoria ejercida por la tierra que siente un objeto. Todo objeto con masa tiene por ende peso. Peso= Fuerza gravitatoria de la tierra/objeto. 

Podemos decir que el campo gravitatorio es la alteración que sufre un espacio por la presencia de un cuerpo con masa, para entenderlo de mejor manera, imaginemos que un cuerpo con masa M penetra un espacio, éste espacio va a sentir la presencia de este objeto con masa y creará un campo gravitatorio, a su vez, si colocamos otro cuerpo con masa menor al primero, éste sentirá la fuerza de atracción que tiene el objeto anterior sobre el, debido a la gravedad. 

Un nuevo concepto aparece con la llegada del científico Albert Einstein, quién consideró que el concepto de Newton era muy básico y decidió refutarla. La gravedad sería el resultado de cuando un cuerpo con mayor masa perturba el espacio-tiempo, creando una curvatura en la que otro cuerpo de menor masa se desplazará como en un “tazón”, este enunciado se planteó a partir de que Einstein dedujera la imposibilidad para distinguir la gravedad de los efectos de la aceleración (relatividad), por ello, la gravedad no es una fuerza sino la consecuencia de dicha curvatura. 

☆✭✤✵✥✻❅⭑✺☆✭✤✵✥✻❅⭑✺☆✭✤✵✥✻❅⭑✺☆✭✤✵✥❅⭑✺☆✭✤

¿La gravedad es igual en todos los puntos de la tierra? 

La respuesta es que no, la gravedad no es igual ya que como se mencionó anteriormente es inversamente proporcional a la distancia que tenga con el centro del planeta, esto quiere decir que, en los polos (Norte y Sur) la gravedad será más intensa porque este punto está más cerca al centro de la tierra a diferencia que en el Ecuador, donde la gravedad es más suave. En la antigüedad se midió el valor de la aceleración de la gravedad en diferentes partes del planeta y al verse sorprendidos con las diferencias mínimas que encontraban y además utilizando un péndulo que se movía más lento en los polos, se dieron cuenta de que la distancia entre el Ecuador y los Polos al centro de la tierra no era igual, sino que se trataba de una figura geoide (aplastada en los polos y ensanchada en el Ecuador). Newton dedujo esto al analizar los valores de la gravedad y dijo que la tierra no tenía una forma esférica perfecta. 

En el siglo XVIII, se plantearon dos teorías respecto a la forma de la tierra, una era apoyada por Descartes, quien decía que la tierra tenia forma de huevo (ovoide) y otra postura encabezada por Newton la cual defendía la forma geoide. Esta incógnita a resolver se volvió tema de debate en la sociedad inglesa y francesa, es por ello que la real academia de Paris decidió tomar cartas en el asunto. 

Habían recibido trabajos de un excelente y destacado cartógrafo del Nuevo Mundo (Sudamérica) llamado Pedro Vicente Maldonado, elogiado por la presión de sus mapas considerando el terreno en el que trabajaba, realizando diferentes rutas en todo el ecuador como la de Atacames-Quito. Los científicos de la academia decidieron visitar dos lugares para llevar a cabo su investigación, un sector conocido como Laponia en el Polo norte y otro en el Virreinato de Perú (actual Ecuador). A esta expedición se le conoce como “Misión Geodésica Francesa”, en la que participaría el Riobambeño Maldonado como guía en nuestros territorios. 

La Misión Geodésica empieza en mayo de 1735 y culmina 9 años más tarde (1764), esta tenía como objetivo medir el arco que está formado por un grado meridiano a 0° de latitud (Ecuador) y compararlo con una medida que ya se conocía del polo Norte y también desde París, pudiendo así encontrar la diferencia y determinar la verdadera forma de la tierra. Bueno, ubicándonos en el contexto de la antigüedad donde no se tenían los aparatos que tenemos hoy en día, la Misión se demoró mucho más de lo planificado, tuvieron muchos inconvenientes ya que se administró inadecuadamente el dinero e incluso existieron pérdidas humanas. Para cumplir su cometido, la misión Geodésica liderada por Charles de La Contamine dirigió a los científicos a escalar los Andes, calculando una línea que atravesaría el Ecuador, es decir una línea a lo largo de los Andes, que lo haría mediante la Trigonometría sencilla y triangulación; subiéndose a tres montañas y en la cima colocarían marcadores que los verían desde otras montañas en forma triangular, posterior a esto medirían los ángulos y al saber la medida de los ángulos podrían medir la distancia entre las montañas, repitiendo este proceso algunas veces para seguir la cadena de triángulos y finalmente medir con precisión la línea de los Andes; después se observaría la posición de las estrellas desde cada extremo de la línea para ver a cuantos grados de latitud corresponde a su longitud, y así se calcularía la longitud sobre el terreno de un grado de latitud para concluir con la forma de la tierra.

Las cosas que nos dijó la Misión Geodésica fueron:

1. Confirmación de la teoría de Newton, la tierra tiene una forma geoide.

2. Planteamiento de medida universal conocida como metro (m) que resulto siendo la diez millonésima parte de la distancia desde el Ecuador hasta el polo norte

3. Dentro de sus expediciones en la selva, el descubrimiento de quinina, sustancia para tratar fiebre amarilla, enfermedad que se llevaba muchas vidas en esa época.

4. Descubrimiento del caucho.

5.  La visita a Sudamérica y la apreciación de la inmensa biodiversidad, incentivo misiones científicas y estudios como los de Darwin y Humboldt.

6.  Pedro Vicente Maldonado continúo realizando mapas de nuestro territorio luego de las expediciones, por ende, le dio al Ecuador el primer símbolo de identidad como país, un mapa “Mapa del Reino de Quito”