La gravitacion universal

¿Por que caen los cuerpos?

Segun la famosa leyenda, Isaac Newton meditaba, sentado sobre un manzano, sobre la fuerza que mueve a los astros en el cielo, cuando vio caer una manzana al suelo.Este suceso tan trival fue para él la clave del problema que le integraba: se dio cuenta de que el movimiento de los cuerpos celestes es regido por la misma fuerza que atrae una menzana al suelo: la fuerza de gravedad. Newton descubrio que la gravitacion es un fenomeno universal que no se restringe a nuestro planeta. Aun siendo poco veraz,esta leyenda ilustra uno de los acontecimientos que señalan el nacimiento de la ciencia moderna: la union de la fisica celeste con la fisica terrestre.

Antes de Newton, nadie habia sospechado que la gravitacion es un fenomeno inherente a todos los cuerpos del universo. Muy por el contrario, durante la edada media y aun hasta los tiempos de Newton, se aceptaba el dogma de que los fenomenos terrestres y los fenomenos celestes son de naturaleza completamente distinta.La gravitacion se interpretaba como una tendancia de los cuerpos a ocupar su "lugar natural",que es el centro de la tierra.La Tierra es el centro del universo,alrededor del cual giraban los cuerpos celestes,alejados a las leyes mundanasy movidos solo por la voluntad divina.Se penzaba que la orbita de la Luna marcaba la frontera entre la region terrestre y el cielo empireo donde las leyes de la fisica conocidas por el hombre dejaban de aplicarse.En el siglo XVI,Copermico propuso un sistema heliocentrico del mundo segun el cual los planetas,incluyendo la Tierra,giraba alrededor del sol.El modelo de Copermico describia el movimiento de los astros con gran presicion,pero no ofrecia ningun indicio del mecanismo responsable de ese movimiento.

La obra de Copermico fue defendida por Galileo Galilei.Ademas de divulgar las hipotesis heliocentrica,Galileo encontro nuevas evidencias a su favor realizando observaciones astronomicas con un telescopio;su descubrimento de cuatro pequeños astros que giraban alrededor de Jupiter lo convencio de que la Tierra no es el centro del universo.Galileo tambien fue uno de los primeros cientificos que estudiaron la caida de los cuerpos,peroes una ironia de la historiael que nunca sospechara de la relacion entre gravedad y el movimiento de los cuerpos celestes.Al contririo creia que se movian en circulos por razones mas esteticas que fisicas:El movimiento circular le parecia perfecto y estable por ser identico a si mismo en cada punto.

Kepler,contemporaneo de Galileo,descubrio que los planetas no se mueven en circulos sino en elipses,y que este movimiento no es arbitrario,ya que existen ciertas ralaciones entre los periodos de revolucion de los planetas y sus distancias al Sol,asi como sus velocidades.Kepler plasmo estas relaciones en sus tres famosas leyes.

Una regularidad en el movimiento en el movimiento de los planetas sugeria fuertemente la existencia de un fenomeno universal subyacente.El mismo Kepler sospecho que el Sol es el responsable de este fenomeno;especuloi que algun tipo de fuerza  emana de este astro y produce el movimiento de los planetas,pero no llego a elaborar ninguna teoria plausible.

Es justo mencionar que antes de Newton,el intento mas serio que hubo para explicar el movimiento de los planetas se debe al cientifico ingles Robert Hooke,contemporaneo de Newton.

En 1674,Hooke ya havia escrito: .... todos los cuerpos celestes ejercen una atraccion o poder gravitacional hacia sus centros,por lo que atraen no solo sus propiapartes,y evitan que se escapen de ellos,como vemos que lo hace la Tierra,sino tambien atraen todos los cuerpos celestes que se encuentran dentro de su esfera de actividad.

Sin esa atraccion,prosigue Hooke,los cuerpos celestes se moverian en linea recta,pero ese poder gravitacional curva sus trayectorias y los fuerza a moverse en circulos,elipses o alguna otra curva.

Asi,Hooke intuyo la existencia de una gravitacion universal y su reelevancia al movimiento de los atros,pero su descripcion no paso de ser puramente cualitativa.Del planteamiento profetico de Hooke a un sistema del mundo bien fundamentado y matematicamente riguroso,hay un largo trecho que solo un hombre en aquella epocapodia recorrer.

Tal ara el pananorama de la mecanica celeste cuando Newton decidio atacar el problema del movimiento de los planetas,alrededor de 1685.Utilizando un poderosisimo formalismo matematico que el mismo havia inventado en su juventud-el calculo diferencial e integral-logro demostrar que las tres leyes de Kepler son consecuencias de una atraccion gravitacional entre el sol y los planetas todos los cuerpos en el Universo se atraen etre si gravitacionalmente.Newton descubrio que la fuerza de atraccion entre dos cuerpos es proporcionala sus distancial e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.Asi,si M1 y M2 son las masas de dos cuerpos y r es la distancia entre ellos,la fuerza F con la que se atraen esta dada por la formula.                                                                                                                                         

Donde G es la llamada constante de la gravitacion.Newton publico sus resultados en su famoso libro titulado Philosophie Naturalis Principia Mathematica.cuya primera edicion data de 1687;la fisica teorica habiaa nacido.