La Gravedad: La menos fuerte de las fuerzas

Los efectos de la gravedad los ves todos los días: Evitan que puedas ir volando por la calle y mantiene atrapada a la Tierra gi  rando alrededor del Sol a miles de kilómetros de distancia. Y a pesar de todas estas grandilocuentes manifestaciones es la fuerza menos fuerte de todas ¿No te lo crees?



La gravedad hace caer el agua del grifo hacia el suelo.
Pero la fuerza que mantiente unidos los átomos
(las partes más pequeñas en que se divide el agua),
y el núcleo de estos átomos (la parte central de los
mismos) son mayores que la propia gravedad. De lo
contrario, el agua "se rompería" y ya no sería
agua mientras llega al suelo.

Las llamadas interacciones fundamentales son aquellas fuerzas básicas que no pueden explicarse por ninguna otra ni tampoco por una causa anterior. Algo así como la relación de los elementos que los antiguos griegos que, desde tiempos presocráticos, utilizaban para explicar la naturaleza del todo: Tierra, Agua, Aire y Fuego.

Las interacciones o fuerzas fundamentales que provocan todas las demás en el Universo son también cuatro, y no más: La gravedad, el electromagnetismo, la interacción nuclear fuerte y la interacción nuclear débil.

Tranquilo que vamos por partes;) Las dos primeras fijo que te suenan y la primera es la gran protagonista de los últimos posts de “El Orbital”. De la gravedad ya sabes muchas cosas por ello, y hoy afrontamos el último de sus tres secretos: Parece muy fuerte, pero es muy flacucha;) De las cuatro interacciones anteriores, la gravedad es la más débil.

-La fuerza electromagnética, como ya te imaginas, es la que hace que furrulen los imanes;) o que la electricidad fluya desde el enchufe, por el cable, hasta tu ordenador. Si te parece que magnetismo y electricidad son cosas diferentes, prueba esto: Coges un clavo de hierro y un cable eléctrico delgado que enrollarás sobre la barrita de metal. Lo tienes que hacer de manera que el cable quede muy apretado en el clavo, siempre en la misma dirección, y sin montar en ningún momento el cable sobre la vuelta anterior. Los extremos del clavo han de quedar libres. Coges los dos extremos del cable y, tras pelar sus puntas, conectas cada extremo a cada uno de los polos de una pila de las potentillas, por ejemplo, una de las pequeñas de petaca, de 9 voltios. ¡voila! Usted acaba de fabricar un electroimán.  





Un cable delgado enrollado sobre un clavo metálico, sujeto con celo y conectado a una
pila de 9 voltios. El clavo se convierte en un electroimán que es capaz de atraer y suspender en
el aire (vencer a la gravedad;) una chincheta.



Cuando conectas los cables a la electricidad, el clavo se magnetiza y atrae a otras piezas metálicas. Si cortas la corriente, deja de funcionar;)

-La fuerza electromagnética es de alcance infinito pero disminuye al incrementar la distancia, al igual que la gravedad: Vamos, que cuanto más te alejes, menos la notas;) La electromagnética es más fuerte que la gravitatoria. Ya viste lo que es capaz de hacer un pequeño clavo;) ¿Otra prueba aún más convincente? Un peine del pelo es capaz de acumular la suficiente energía electromagnética para competir con la fuerza gravitatoria que es capaz de acumular todo el planeta Tierra ¿Que no? Otro experimento, mira;)



Un pequeño chorro de agua cae libremente del grifo hacia el suelo, atraído por la gravedad que
acumula la Tierra. Si coges un pequeño peine de viaje y lo frotas durante varios segundos, con
intensidad, contra tu ropa, por ejemplo, la manga de tu jersey, y a continuación, rápidamente,
acercas (sin llegar a tocar el agua) el peine al pequeño chorro, este "se dobla" ante tus incrédulos ojos: 
La fuerza electromagnética que logras concentrar en un pequeño peine compite con la gravitatoria
 que es capaz de acumular toda la Tierra... ¡La gravedad no es nada fuerte!;)

 -De la gravedad ya sabes la tira, pero recuerda: Es de alcance infinito aunque menor según te alejas. Es inherente a todo aquello que tenga masa, que esté hecho de materia, de “algo”, algo que “exista”. Y será mayor cuanto mayor es el objeto: Es mayor la gravedad de la Tierra que la de la Luna. Tú también tienes gravedad, pero demasiado poca como para que sea perceptible. Sin embargo, un pequeño imán del tamaño de tu dedo meñique, o menos, es capaz de atraer a distancia un clip metálico. Con mucho menos, el electromagnetismo acumula más fuerza atractiva que la gravedad. Por cierto ¡El electromagnetismo puede ser repulsivo! ¿O nunca has jugado con dos imanes? Orientados de una forma se atraen, pero de otra forma se repelen. La gravedad será siempre atractiva.

-Lamentablemente, las dos restantes fuerzas son menos visibles a nuestra escala. La nuclear débil y la fuerte ocurren a escala atómica. Cuando decimos atómico suena así como a holocausto;) pero tienes que tener presente que un átomo no es más que un cachito muy pequeño de materia. Si coges cualquier cosa y la vas rompiendo en trozos cada vez más pequeños, llegaría un momento en que ya no podrían romperlo más porque llegarías a un nivel básico, una pieza indivisible, que es lo que, en origen, significa átomo.



Los protones tienen carga positiva (+) y por eso
tienden a repelerse en el interior del núcleo, donde
también están los neutrones (N), sin carga. La
fuerza nuclear fuerte mantiene unido el núcleo del
átomo (los elementos de la yema;) Alrededor del
núcleo, en la corteza (la clara;) orbitan otras
partículas o elementos que forman los átomos
o partes muy pequeñas de la que está hecha la
materia, los electrones, de carga negativa (-) y que
tienen mucho que ver en la conducción de la
corriente o energía eléctrica. La fuerza que
mantiente unida la corteza al núcleo (la
parte negativa con la positiva) es, justamente,
la electromagnética.



Bueno, estoy hoy es un poco mentira;) porque el átomo también está formado por piezas más pequeñas;) Básicamente por un núcleo y una corteza, como la yema de un huevo frito y su clara, pos igual.

-De las cuatro fuerzas, la más fuerte es la llamada nuclear fuerte, que es la que mantiene unidas las partes que forman el núcleo del átomo. ¿Sabes por qué es tan fuerte? Porque esa yema-núcleo está formada por piezas que, a modo de imanes, tienen la misma carga y, por ello, se repelen. ¿Eso de polos opuestos se atraen, iguales se repelen? Pos eso. Los cachos del núcleo están todos cargados positivamente (+) o sin carga (neutros). 

Por si te suenan y quieres ponerles nombres, los (+) se llaman protones y nos neutros pues neutrones. El meollo es que la fuerza nuclear fuerte es capaz, es la responsable, de que mantener unido el núcleo, a pesar de que todas sus partes están haciendo fuerza por alejarse unas de otras, ¡que cosas!

-La fuerza nuclear débil tiene un nombre que podría hacer pensar que es la más debilucha, pero recuerda, este papel le corresponde a la gravedad;) Se dice débil porque es menos potente que la nuclear fuerte. La nuclear débil, decíamos, es la que actúa en los episodios de desintegración nuclear, que así suena muy heavy, pero que si lo piensas bien sólo significa que el núcleo del átomo (la yema del huevo) se rompe o desintegra;) Pos eso, la fuerza nuclear débil aparece cuando se rompe alguna de las partes que forman ese núcleo. Como hay dos tipos de partículas o partes en él, recuerda, protón y neutrón, pos hay dos tipos posibles de roturas: Que se rompa un protón, que pierde una carga positiva (+) y se convierte en un neutrón (sin carga) o, a la inversa, cuando se rompe un neutrón, pierde una carga negativa (-) y se transforma en un protón. Ala, ¡de aquí salimos todos técnicos nucleares!;)

-Sólo una ultima cosa: Gravedad y electromagnetismo se transmiten a distancias infinitas, pierden intensidad pero no desaparecen. Las dos nucleares sí, son muy potentes, pero de alcance muy corto, a escala atómica, más allá de lo que puede ver un microscopio.

¡Ya lo tienes! ¡Ya pilotas de qué van las cuatro interacciones Fundamentales de la Naturaleza que rigen el Universo!;)

Tú tranquilo, que nadie entiende esto muy bien;)

¡Es cierto!;) Los físicos que controlan de esto la mitra llevan décadas intentando explicar del todo, todo lo anterior. Y hasta ahora nadie ha terminado de entenderlo bien, bien del todo. Lo que quieren los científicos es poder explicar de dónde leches salen estas cuatro fuerzas, porque tienen que poder tener una explicación común. Así como todas las demás fuerzas del Universo pueden explicarse a partir de estas cuatro, estas cuatro deben poder explicarse a partir de una sola. Por el momento, se ha encontrado una explicación común de la fuerza nuclear débil y la electromagnética, es decir, que bajo condiciones determinadas, estas dos fuerzas son una misma, la que se dio en llamar fuerza electrodébil. La Teoría de la Gran Unificación sigue tratando de unificar la electrodébil con la nuclear fuerte. Hay avances importantes, aunque no hay nada definitivo. Y, de momento, la gravedad se escapa incluso más, por ser una fuerza tan diferente a las otras tres, pero ahí siguen investigando y buscando la unificación de las cuatro interacciones de la Naturaleza, en lo que se conoce como Teoría del Todo. El tiempo dirá…

Visita los post anteriores:

-->La impuntualidad de la Gravedad


-->Los tres secretos de la Gravedad