domingo, 16 de octubre de 2016

Un asunto de mucha gravedad

Uno de los aspectos más notables de la doctrina terraplanista es la negación de la existencia de la fuerza de gravedad. Seguramente obedece a que sin la gravedad la tierra esférica sería imposible de sostener, los habitantes del sur ya nos habríamos caído del mundo (en la visión en la que el norte estaría arriba", claro.

"Las cosas caen por su propio peso", dicen... "todo es cuestión de densidad" y afirmaciones similares pretenden derribar la columna que sostiene a la tierra esférica (para que no se caiga...)

Piden demostraciones de que la gravedad existe. He intentado con algunas ideas básicas, como sugerir que arrojen un trozo de mármol y otro de plomo. Distintos tamaños, distintos pesos, distintas densidades... y que verifiquen cuál llega primero al piso.

Nada de eso funciona. Siguen exigiendo pruebas de su existencia en forma experimental. Bueno... hay un famoso experimento, repetido incontables veces, cada vez con elementos más precisos de medición que lo hace. Lo gracioso, es que quién lo realizó no pretendía estudiar la existencia de la gravedad, la que daba por descontada, sino calcular cuál sería el "peso" de nuestro planeta (en realidad, se refería a su masa, ya que sabemos que su peso es... cero.)

El Experimento de Cavendish
Un conocimiento del tamaño y forma exactos de la Tierra permite calcular su volumen, que es de 1.083.319 x 166 km3). Sin embargo, el cálculo de la masa de la Tierra es un problema mucho más complejo, aunque la ley de la gravitación, de Newton, nos proporciona algo para comenzar. Según Newton, la fuerza de la gravitación (f) entre dos objetos en el Universo puede ser expresada así:


donde m1 y m2 son las masas de los cuerpos considerados, y d, la distancia entre ellos, de centro a centro. Por lo que respecta a G, representa la «constante gravitatoria».

Newton no pudo precisar cuál era el valor de esta constante. No obstante, si conocemos los valores de los otros factores de la ecuación, podemos hallar G, por transposición de los términos:


Por tanto, para hallar el valor de G hemos de medir la fuerza gravitatoria entre dos cuerpos de masa conocida, a una determinada distancia entre sí. El problema radica en que la fuerza gravitatoria es la más débil que conocemos. Y la atracción gravitatoria entre dos masas de un tamaño corriente, manejables, es casi imposible de medir.

Sin embargo, en 1798, el físico inglés Henry Cavendish, opulento y neurótico genio que vivió y murió en una soledad casi completa, pero que realizó algunos de los experimentos más interesantes en la historia de la Ciencia- consiguió realizar esta medición. Cavendish ató una bola, de masa conocida, a cada una de las dos puntas de una barra, y suspendió de un delgado hilo esta especie de pesa de gimnasio. Luego colocó un par de bolas más grandes, también de masa conocida, cada una de ellas cerca de una de las bolas de la barra, en lugares opuestos, de forma que la atracción gravitatoria entre las bolas grandes, fijas, y las bolas pequeñas, suspendidas, determinara el giro horizontal de la pesa colgada, con lo cual giraría también el hilo. Y, en realidad, la pesa giró, aunque muy levemente. 

Descripción del experimento
El experimento de Cavendish fue la primera medida de fuerza de gravedad entre dos masas, y a partir de la Ley de gravitación universal de Newton y las características orbitales del Sistema Solar, fue la primera determinación de la masa de los planetas y del Sol. Quien comenzó el experimento fue John Michell, quien construyó una balanza de torsión para calcular el valor de gravedad. Sin embargo, murió en 1783 sin poder completar su experimento y el instrumento que había construido fue heredado por Francis John Hyde, quien se lo entregó a Henry Cavendish. Cavendish se interesó por la idea de Michell y reconstruyó el aparato, realizando varios experimentos muy cuidadosos con el fin de determinar la densidad media de la Tierra. Sus resultados aparecieron publicados en 1798. A principios del siglo XIX se pudo obtener, por primera vez, el valor de la  gravitación universal G a partir de su trabajo, el cual (6,74 x 10-11) difería del actual (6,67 x 10-11). El experimento consistía en una balanza de torsión con una vara horizontal de seis pies de longitud en cuyos extremos se encontraban dos esferas metálicas. Esta vara colgaba suspendida de un largo hilo. Cerca de las esferas Cavendish dispuso dos esferas de plomo de unos 175 kg cuya acción gravitatoria debía atraer las masas de la balanza produciendo un pequeño giro sobre esta.

Cavendish midió entonces la fuerza que producía esta torsión del hilo, lo cual le dio el valor de f. Conocía también m1 y m2, las masas de las bolas, y d, la distancia entre las bolas atraídas. De esta forma pudo calcular el valor de G . Una vez obtenido éste, pudo determinar la masa de la Tierra, ya que puede medirse la atracción gravitatoria (f) de la Tierra sobre un cuerpo dado. Así, Cavendish «pesó la Tierra por primera vez».

Desde entonces, los sistemas de medición se han perfeccionado sensiblemente. Es una medida de la débil intensidad de la fuerza gravitatoria. Dos pesas de 500 gr, colocadas a 30 cm de distancia, se atraen la una a la otra con una fuerza de sólo media milmillonésima de 28 gr.

Este es un esquema del aparato de Herny Cavendish para la medición de la gravedad. Las dos bolas pequeñas son atraídas por las dos grandes, dando lugar a la torsión del hilo del que están suspendidas. El espejo muestra el grado de este ligero balanceo, gracias a la desviación de la luz reflejada sobre la escala.


El hecho que la Tierra misma atraiga tal peso con la fuerza de 500 gr, incluso a una distancia de 6.000 km de su centro, subraya cuán grande es la masa de la Tierra. En efecto, es de 5,98 x 1021 Tm

La belleza del experimento de Cavendish es su absoluta simpleza conceptual: La gravedad debe atraer a dos cuerpos entre sí, veamos si tal cosa ocurre. Su método para calcular la densidad de la Tierra consistía en medir la fuerza sobre una pequeña esfera debida a una esfera mayor de masa conocida y comparar esto con la fuerza sobre la esfera pequeña debida a la Tierra. De esta forma se podía describir a la Tierra como N veces más masiva que la esfera grande sin necesidad de obtener un valor numérico para G.       

En la época de Cavendish, G no tenía la importancia entre los científicos que tiene actualmente. Esta constante era simplemente una constante de proporcionalidad en la ley de la gravitación universal de Newton. En vez de eso, el propósito de medir la fuerza de gravedad era determinar la densidad terrestre. Esta cantidad era requerida en la astronomía del siglo XVIII, dado que, una vez conocida, las densidades de la Luna, el Sol y el resto de los planetas se podrían encontrar a partir de ella.       

Sin embargo, aunque Cavendish no reportó un valor para G, los resultados de su experimento permitieron determinarlo.  A finales del siglo XIX los científicos comenzaron a reconocer a G como una constante física fundamental, calculándola a partir de los resultados de Cavendish.

16 comentarios:

  1. Uno se da cuenta de que la tierra es plana al ver que hay que buscar teorías incomprobables de cientos de años cuando teniendo la NASA con su presupuesto y tecnología podrían apuntar el Hubble a la tierra y mostrar los barcos pegados al agua curva, bajo la bola giratoria voladora.

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    1. "... al ver que hay que buscar teorías incomprobables de cientos de años..."
      Experimento que TU MISMO puedes repetir... claro que primero tendras que ENTENDER que haces...

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    2. "... podrían apuntar el Hubble a la tierra y mostrar los barcos pegados al agua curva,.."
      Para que podais decir que es CGI ..... ¿NO?
      ¿Porque mejor no poneis un dolar cada tierraplanista fletais un avion y haceis una foto del borde de la tierra?
      ¿Teneis miedo de los supuestos militares que estan en la antartida?
      Con miedo no se avanza en los conocimientos

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    3. Me parece muy bien que sigan haciendo experimentos y planeando viajes para tratar de comprobar científicamente cual es la naturaleza del planeta. Felicitaciones ojalá puedan descubrir la verdad. Acepto donaciones para pagar el viaje a la antártida y también agradeceré que me informen cual es la línea aérea que hace esos vuelos para sacar el pasaje y donde encontrar voluntarios sin miedo con ganas de sacarse las dudas de ese modo. Hace rato que a ustedes los invité a apostar si se ve Uruguay desde el puerto de Olivos pero siguen con miedo a conocer y perder en un mismo acto.

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  2. Rolando

    Bueno, las escrituras de la biblia tampoco son de lo mas moderno que exista, y siguen utilizándose para "probar" la tierra plana.

    "Bajo la bola giratoria voladora". ¿En serio eres de los que, más allá del meme, cree que en nuestra tierra esférica Australia está "de cabeza"?
    Y si la NASA pudiera mostrarte una imagen como la que pides, ¿qué harías con ella? Seguramente dirías que ha sido "generada por computadora".

    Aclaro: seguramente te escudarás diciendo que la foto que pides "es imposible". Y, ¿sabes algo? Hasta cierto punto sí, lo es, pero no porque la tierra sea plana, sino porque el barco es tan relativamente pequeño comparado con las dimensiones del planeta, que sería muy impráctico y técnicamente imposible mostrarte en una sola foto una escena en la que puedas ver al barco y, al mismo tiempo, la curvatura terrestre. Espero no tener que explicarte el por qué.

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    1. Estaría bueno que en vez de adjudicar a mi pensamiento tonterías que se te ocurren a vos te limitaras a comentar el post con algo tuyo sin referirte a mi. No me baso en la biblia ni en experimentos de hace milenios sin ninguna base científica como el del cuento de Eratostenes para confirmar que la tierra es plana, cualquiera lo puede confirmar simplemente contrastando la curva que dan oficialmente con lo que todos podemos ver, si fuera una esfera voladora se vería mucho mas fácil. Los que escribieron la biblia y todos los libros de todas las religiones solo describieron lo que vieron. Nadie vio nunca el horizonte curvo ni percibió movimiento, nunca, hasta hoy.

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  3. Rolando Rolando Rolando. Este post es de gravedad, y terminas hablando de curvatura? Algo que tienen todos los terraplanos es que sacan de contexto cualquier tema. Si quieres comentar sobre la curvatura pues hacelo donde corresponda. La única curvatura que puedes ver es desde arriba de un avión pero sólo con una declinación de 0.056 grados. Y esto debido al tamaño del planeta.

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  4. Anónimo de gravedad estás vos, mi último comentario acá fue el seis de febrero contestando a uno que quería que yo me haga cargo de lo que dice la biblia. Además nunca hablaría de curvatura ni da gravedad ya que no existen igual que vos anónimo.

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    1. "... Además nunca hablaría de curvatura ni da gravedad ya que no existen igual que vos anónimo..."
      Pues precisamente el experimento del que habla el post es sobre como probar la existencia de la GRAVEDAD...

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    2. Si la gravedad no existe... ¿Por qué funciona el experimento de Cavendish?
      ¿Por qué no probás hacerlo vos mismo? Es bastante sencillo. Y ciertamente más barato que pagar un viaje a la Antártida (ya que no hay vuelos comerciales por razones obvias: no hay asentamientos permanentes ahí...)

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  5. Si ese coso funcionara estaría en los laboratorios de los colegios. Fijate si venden uno en Mercadolibre y te lo comprás con lo que no pudiste gastar en el boleto a la Antártida.

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    1. No se en que colegio has estudiado tu, porque en la factultad de Física hay varios modelos del experimento de Cavendish

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    2. En cual? A ver la foto? Dónde los venden?

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    3. https://www.unitedsci.com/product-catalog/cavendish-gravitational-balance-0

      Ahi tienes un proveedor de aparatos científicos, entre ellos un kit de la báscula de Cavendish.

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    4. Y mágicamente desapareció el magufo ;-)

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  6. La mejor prueba de que la gravedad existe es que los cuerpos caen. ¿No creo que haya alguien que niegue eso?

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