LA GRAVEDAD Y GALILEO

De entre los diversos descubrimientos y experimentos que realizó a lo largo de su vida, nos interesa uno en particular que se refiere a la gravedad.- En 1.581 Galileo desarrolló un experimento que consistía en tirar dos bolas a la vez de distinta densidad y desde lo alto de la Torre de la Universidad de Pisa. También dejaba rodar bolas de cañón de diferente aleación por un plano inclinado.- Quería saber si las más ligeras necesitaban más tiempo que las más pesadas para el mismo recorrido; de todo ello sacó la conclusión de que la gravedad no hace diferencia entre ligero y pesado.
Este hecho resulta al principio dudoso cuando no extraño, pues muchos y por mucho tiempo han creído que los cuerpos más ligeros necesitaban más tiempo en recorrer una distancia que los cuerpos más pesados.- Otros, como yo, piensan que a los cuerpos más pesados les cuesta más tiempo inicialmente para lograr la velocidad que  una fuerza es capaz de imponerle.- Ni los experimentos realizados por Galileo, ni las versiones modernas de esos mismos experimentos, lograron contradecir o apoyar  sus resultados, ni siquiera el más sofisticado de todos llevado a cabo en la Universidad de Colorado en 1.987 con bolas de cobre y uranio, pudo establecer la más mínima diferencia de aceleración. De esta forma Galileo estableció las Leyes sobre la caída libre de los cuerpos.
De los experimentos de Galileo se llega a decir  que: Lo que la gravedad produce sobre el aumento de la densidad de una masa, es un mayor poder de atracción de la misma; lo que conocemos como peso, pero sin diferencia de aceleración en su caída libre ( ¿??).-Esto  no es así como lo demostraremos.-Los cuerpos de distinta masa ,inician en un tiempo cortísimo sus  aceleraciones  en forma diferente y en segundos o milésimas de segundo siguen ambos con la misma velocidad .
Según lo expresado por Galileo la cantidad de movimiento aplicado a una masa no influye en su velocidad.-No es razonable.

Kepler y la Gravedad

Johannes Kepler, el teólogo, físico y matemático alemán que pasó a la historia por enunciar sus famosas tres leyes sobre el movimiento de los planetas, al igual que Galileo Galilei y otros muchos astrónomos de la época intentó dar una nueva explicación la razón por la cual los planetas se movían.

Sus primeras aproximaciones fueron muy similares a las de Galileo. Su fuerte formación clásica le hizo, pese a creer firmemente en el modelo planetario de Copérnico, partir con muchas ideas preconcebidas de las que se tuvo que ir retractando con el tiempo. Kepler inicialmente creía que las distancias entre cada uno de los planetas y el Sol estaban establecidas por esferas concéntricas, cada una de las cuales correspondía a cada uno de los planetas, y por ende los asoció a su vez con los elementos clásicos aristotélicos.

Basándose en todo esto, Kepler publicó en 1596 “Misterium Cosmographicum”, un libro en el que alababa el modelo planetario creado por Dios, centrándose en su perfección a la hora de utilizar esferas perfectas. Pero desde el momento que aceptó colaborar con Tycho Brahe, todo este modelo se iría viniendo abajo poco a poco.

En 1602, tras la inexplicada muerte de Tycho Brahe, Kepler accede por primera vez de forma libre y completa a la mayor recopilación de datos planetarios que Brahe había observado a lo largo de gran parte de su vida. Con los datos de la posición de Marte, el planeta más detallado en los documentos de Brahe, Kepler se percató rápidamente que toda su teoría de las esferas concéntricas no era posible.

Eso no le hizo dudar de su fe en Dios en ningún momento, y continuó buscando formas regulares que fueran compatibles con los datos de Brahe. Probó con combinaciones de círculos e incluso con óvalos, viendo como cada vez todo se complicaba más. Finalmente probó con elipses, y gracias a la pronunciada órbita elíptica de Marte, Kepler no tardó en encontrar la concordancia. Los planetas describían en su trayectoria elipses.

En tan sólo tres años, Kepler definió de manera precisa los movimientos planetarios en sus tres leyes, pero pese a tener los movimientos, no tenía la explicación de por qué esto era así. Gracias a su predicción de las órbitas de todos los planetas conocidos, Kepler se percató de que los planetas que más alejados estaban del Sol se movían más lentamente, lo que le hizo suponer que una fuerza inversamente proporcional a la distancia estaba implicada en la gravedad.Pocos años antes, en 1600, William Gilbert había realizado experimentos que demostraban que la Tierra funcionaba como un imán gigantesco. Éste hecho le hizo pensar a Kepler sobre la posibilidad de que la Tierra no fuera el único cuerpo celeste que funcionaba como un imán. De este modo, Kepler razonó que también podía emanar magnetismo del Sol y del resto de planetas, y que era el magnetismo lo que impulsaba a los planetas a girar alrededor de sus órbitas.

Una vez llegado a este punto Kepler no consiguió avanzar más. No pudo dar consistencia matemática a su teoría sobre la causa del movimiento planetario, pero gracias a él se puede decir que la idea aristotélica de la gravedad estaba completamente muerta a su muerte a mediados del siglo XVII. El único problema es que Kepler, junto a Galileo, habían destrozado un sistema sin ser capaces de describir otro que ocupara su lugar.

Las leyes de Kepler

Primera Ley: Todos los planetas se desplazan alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas, estando el Sol situado en uno de los focos.

Segunda Ley: El radio vector que une el planeta y el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales. La ley de las áreas es equivalente a la constancia del momento angular, es decir, cuando el planeta está más alejado del Sol (afelio) su velocidad es menor que cuando está más cercano al Sol (perihelio). En el afelio y en el perihelio, el momento angular L es el producto de la masa del planeta, su velocidad y su distancia al centro del Sol.
Nace acá el concepto de fuerza centrípeta opuesta a la gravedad ,por unidad de superficie ,que fue la base de las formulaciones de Newton.
En resumen velocidad angular  que es / multiplicado por la velocidad circunferencia es igual a la gravedad por unidad de superficie; esto es 4P2R/ T2 igual a gravedad/m2.

Tercera Ley: Para cualquier planeta, el cuadrado de su período orbital (tiempo que tarda en dar una vuelta alrededor del Sol) es directamente proporcional al cubo de la distancia media con el Sol
Quiso decir Kepler que la gravedad por unidad de superficie a una distancia elegida  multiplicado por la superficie esférica  que a esa distancia se tiene, nos da como resultado una fuerza centrífuga total equivalente a u opuesta a la gravedad total que un cuerpo ejerce.
Esto es .-Se verá la importancia de esta conclusión que tuvo para Einstein.

Creo que definitivamente, fue en él en el cual Newton se apoyó para formular y escribir su Pincipia y  quienle  dio las pautas e ideas clarísimas para formular todo lo que aquel observó y concluyó en su vida.

Vía │ http://recuerdosdepandora.com/ciencia/fisica/la-gravedad

LA GRAVEDAD SEGÚN NEWTON.

Aprovechándose de todos los conocimientos astronómicos, observaciones y experimentos de muchos físicos anteriores a él  como Copèrnico, Galileo ,Tycho Brahe y otrosNewton se dio cuenta que la fuerza de atracción gravitatoria entre dos cuerpos tenía que ser proporcional al  producto de sus masas  dividido por la distancia entre ellos al cuadrado.

Newton no sabe el porqué de esa fuerza, “Divinitas “ dice suponiendo que viene de la divinidad y es inexplicable.-A nadie convence esa explicación hasta el día de hoy ; el filósofo Leinitz se molestó  con Newton por esta explicación.-Bastante hizo con explicarnos  como actúa la gravedad mediante su fórmula totalmente errada en su concepto ( no en sus resultados) aunque no supiera el porqué.-Mediante sus formulaciones los físicos , los astrónomos y los ingenieros han podido medir con mucha precisión las órbitas de los planetas alrededor del sol, los satélites alrededor de sus planetas, la rotación de las galaxias etc.-Las mareas que la luna causa sobre los océanos en la tierra.-Gracias al regalo de otros , de una constante G  que acomoda todo.

Pero no es así para todo.-El ejemplo más  conocido es en la aplicación al avance de la órbita de Mercurio.-Explicaremos el porqué mas adelante , pero adelantamos  que esto se debe al error conceptual que tuvo al decir “ distancia “ al cuadrado como ya se analizará  en adelante.

Su conclusión  es su formula M1*m2 / r2 por Constante G = g (fuerza o aceleración de gravedad.).
Otros ,como dije,determinaron posteriormente  la Constante gravitacional llamada G, a mi juicio mal determinada por el error de concepto que la formula de Newton tiene , al concentrar la totalidad de la masa ( en caso de la tierra p.ej.)  en una superficie determinada por la distancia al cuadrado que no es otra cosa que el radio ( distancia) de la nueva superficie esférica en el espacio , al cuadrado.

Huke y la gravedad

Es justo mencionar que, antes de Newton, el intento más serio que hubo para explicar el movimiento de los planetas se debe al científico inglés Robert Hooke, contemporáneo de Newton. En 1674, Hooke ya había escrito:

Sin esa atracción, prosigue Hooke, los cuerpos celestes se moverían en línea recta, pero ese poder gravitacional curva sus trayectorias y los fuerza a moverse en círculos, elipses o alguna otra curva.
Así, Hooke intuyó la existencia de una gravitación universal y su relevancia al movimiento de los astros, pero su descripción no pasó de ser puramente cualitativa. Del planteamiento profético de Hooke a un sistema del mundo bien fundamentado y matemáticamente riguroso, hay un largo trecho que sólo un hombre en aquella época podía recorrer.

 Laplace y la constante gravitacional.

Resumiendo,  se puede decir que Lapalace determinó la Constante gravitacional “G”un regalo muy grande para que funcione la formula de la gravedad Universal de Newton, señalando que :
Como GM/R^2 = 9,8 ,  G tiene el valor que conocemos actualmente de =(9,8*R^2)/M.
Se está expresando al escribir Masa/R^2  cantidad de masa por unidad de superficie para  la superficie R^2.

Aquello  es un error conceptual de proporciones  por lo siguiente:

1.-Una masa esférica tiene 1/(4*Pi) pirámides de base R y altura R; por tanto  puede pensarse  y se demostrará mas adelante que  M/R² es la masa (M) de una pirámide.-Esa constante de Laplace no funciona en este caso.

2.-La relación masa superficie de ese pirámide nos da  como resultado 1/3*R que multiplicado por G , NO da como resultado lo señalado por Laplace , esto es 9,8 ( para mi modo de pensar y deducir  es una presión por M”.seg en este caso).

3.-Solo si aumento esa relación Masa /Superficie arbitrariamente, diciendo que hay que dividadir toda la masa de un cuerpo por una superficie al cuadrado,  nos da el resultado a que llegó Lapalace, para determinar la constante gravitacional que hoy la llamamos G, pero cometemos el error de decir que la masa de la tierra es en realidad mucho mayor a lo que realmente es.

Laplace se basó en los avances de la ley de Newton para formular una hipótesis en la cual la gravedad estaba manifestada como un campo de radiación. De esta manera fue el primero en manifestar la gravedad como un campo (luego llamado campo gravitatorio) y de combinar el modelo de Newton con una forma de energía finita. Así genera una teoría donde el movimiento del cuerpo atractor genera cierta clase de olas atractoras. Esto es algo parecido a la aberración de la luz.
Así su teoría es, siendo c la velocidad de la ola y v la velocidad relativa entre los cuerpos



Sin embargo, introducir un retraso en el tiempo de la velocidad de la luz en la gravitación de Newton resultaría en órbitas planetarias inestables. Según Laplace la estabilidad de las órbitas sólo puede conseguirse mediante unas interacciones gravitacionales de 7×10⁶×velocidad de la luz. Esta fantástica velocidad fue usada por muchos durante el siglo XIX para criticar cualquier modelo basado en una velocidad finita de la gravedad.

Poison y la gravedad

La formulación de la ley de Isaac Newton de la fuerza gravitacional requiere que cada partícula responda instantáneamente a cada otra partícula masiva sin importar la distancia entre ellas. En términos modernos, la gravitación de Newton es descrita por la Ecuación de Poisson, que dice que cuando la distribución de la masa de un sistema cambia, su campo gravitacional se ajusta instantáneamente. Por lo tanto la teoría de la gravedad según Newton requiere que la velocidad de la gravedad sea infinita.
Newton tuvo problemas en este aspecto de su teoría. Se dio cuenta que los efectos gravitatorios debían propagarse a una velocidad finita. En consecuencia intentó

introducir esta velocidad de propagación en su teoría pero fracasó, ya que se dio cuenta de que eso daría lugar a contradicciones entre su teoría original y las observaciones astronómicas de ese momento. No fue hasta el siglo XIX, mucho después de la muerte de Newton, cuando finalmente se observaron las discrepancias entre el modelo newtoniano gravitacional y la observación astronómica, debidas a la lentitud de la propagación del efecto gravitacional.

Gauss y la Gravedad

Teorema de Gauss.

a) Concepto.

El flujo total del campo gravitatorio de Intensidad g, que atraviesa una superficie cerrada, es igual al producto de la masa total encerrada dentro del volumen que limita la superficie multiplicado por 4π veces la constante de gravitación:
Si llamamos Ft al flujo total del campo gravitatorio se tiene:

Si en vez de una masa, tenemos en el interior de la superficie un conjunto de masas mi, aceptando el principio de superposición, el flujo saliente a través de una superficie cualquiera que envuelva al sistema de masas mi será:

 El signo negativo indica que es un flujo entrante. A la superficie auxiliar buscada para resolver la integración, y a otras similares, se les llama "superficies gaussianas".

b) Aplicación a distribuciones de simetría simple. Entre las aplicaciones del teorema de Gauss se encuentra:

1. Variación de la gravedad con la altitud. Si go es el valor de la gravedad en la superficie de la Tierra, el valor de g a una altura h es:

2. Variación de la gravedad con la aproximación al centro de la Tierra. Si r es la distancia del punto considerado al centro de la Tierra, la gravedad en ese punto es:

Einstein y la Gravedad

Han sido muchos los que han intentado explicar el fenómeno de la gravedad.-En  1916 Einstein  publicó su teoría de la relatividad generalizada, en la cual intenta explicar con su teoría o conceptos , la gravedad.
Para Einstein, la gravedad es  una consecuencia de la curvatura del espacio  y sustituye la idea que la gravedad es una fuerza , por  la de un espacio geométrico curvo deformado por la existencia de cuerpos masivos.
A mi entender, este concepto de gravedad que defendía Einstein y del cual tiene algunos seguidores, no es lógico ni coherente con la propia realidad.-La gravedad es  como resultado de un flujo que tiene densidad, una presión.

Esa definición , no puede explicar la realidad de porqué  las estrellas  y los planetas son esféricos.-Nosotros hemos visto tantas veces a los astronautas liberar cualquier líquido en el espacio e inmediatamente toma la forma esférica .-Esto no es explicable  por la idea de Einstein.
Tampoco puede explicar tal concepto el porqué las estrellas necesitan de la fuerza de gravedad para desarrollar su mecánica., la termo fusion nuclear.-Sin la gravedad como fuerza las estrellas no existirían.-No es capaz la idea de Einstein de  explicar el porqué de los distintos períodos de rotación de cada uno de los planetas de nuestro sistema solar.
Su trabajo sobre la gravedad es distinto al de Newton , solo en cuanto correctamente en su concepto se  considera  la acción  concéntrica sobre un cuerpo de “algo”  o  de la fuerza de gravedad ( relación masa superficie esférica) ,distinto a la relación masa a Superficie cuadrada utilizada por Newton.
Se puede resumir, según lo expresa el mismo Einstein , su logro en las siguientes fórmulas y conceptos :
-Que consideró la velocidad de la luz como la velocidad máxima que se puede lograr y todo lo que explica es tomando ese marco como constante.
- Que según él,  con este concepto demuestra con esta fórmula , 16.π3 .a2 /T2 .c2 = ά  ;  avance del perihelio de Mercurio .Me atrevo a asegurar y lo demostraré más adelante, que la longitud del arco que este ángulo determina no es solo para Mercurio sino que es igual para “ para todos los planetas”
Con esta fórmula  ά = 1,75 / Δ. afirma que determina la desviación de un rayo de luz que pasa cerca de un cuerpo masivo como el sol .Pero añade que la mitad de esta desviación es debido a la deformación por el campo gravitacional Newtoniano y la otra mitad es debido a la modificación de la curvatura del espacio causado por el sol asunto que no tiene ninguna sustentación científica. Solo es debido a si es una desviación vertical o circunferencial.