Masa Gravitatoria:
Cuando te pesas en una balanza, ésta
registra el valor de tu masa. Esto
es porque la Tierra te atrae. Hay una fuerza entre tu cuerpo y la
Tierra porque tanto tú como la Tierra tenéis masa. Se llama fuerza de atracción
gravitatoria.
En la Luna tu peso sería mucho menor porque la
masa de la Luna es menor que la masa de la Tierra, y la fuerza gravitatoria
entre la Luna y tu cuerpo es proporcional a la masa de la Luna (M) y
a tu masa (m).
Esto viene dado por la fórmula F = GMm
/ (R2 ) donde R es el radio de la Luna y G se
denomina la constante gravitacional de Newton.
Sin masa no existiría la fuerza de atracción
gravitatoria. Por eso los físicos la llaman “masa gravitatoria”.
Masa
inercial:
Para abrir la puerta tienes que empujarla,
ejercer una fuerza sobre ella, de lo contrario la puerta no se moverá. Esto es debido a que la puerta posee
una masa inercial que se resiste a cambiar su estado inicial de reposo.
La segunda ley de Newton dice que la fuerza que necesita para
cambiar el estado inicial de movimiento o de reposo de un objeto es
proporcional a su masa inercial (F = ma).
Es más fácil empujar una puerta ligera que otra más pesada con la misma aceleración.
Masa unificada
Einstein llegó a la conclusión de que las masas
gravitatoria e inercial son una misma cosa.
Esta simple declaración,
sin embargo tuvo consecuencias muy importantes: La masa curva el espacio-tiempo y en este
espacio-tiempo curvado se mueven los cuerpos que poseen masa como monedas cayendo en un pozo de los deseos
con forma de embudo.
Si
la Tierra orbita alrededor del Sol es
porque este último crea un pozo gravitatorio en forma de embudo en el tejido
del espacio-tiempo y la Tierra gira en ella al igual que la moneda gira en el
pozo de los deseos.
Hay más en la masa
Sin masa no hay gravedad. ¿O sí la hay?
Un fotón es una partícula que no tiene
masa. Sin embargo, un fotón es
atraído por el sol. Las
observaciones muestran claramente que la luz de una galaxia muy, muy lejana,
colocada exactamente detrás del Sol, se puede observar a cada lado del sol. Los
fotones describen la curva espacio-tiempo lo que nos permite observarlos en su
trayectoria de camino al sol aunque éste tape a la galaxia que los envía. (Este
hecho, observado en 1919, demostró que la teoría de la relatividad general de
Einstein era correcta)
La Luz interactúa con los campos
gravitacionales, según la ecuación de Einstein E
= mc 2,
la energía y la masa son equivalentes. Un fotón lleva un poco de energía, por
lo que se siente atraído ligeramente por el sol.
El hecho de que la energía también gravite
es importante, ya que la mayor parte de la masa que nos rodea es, de hecho,
energía.
Todas las partes visibles de las galaxias
y las estrellas son conocidos por estar compuesto principalmente de hidrógeno:
simples protones y electrones.
La Tierra está hecha de muchos átomos diferentes,
todos ellos formados por nucleones (protones y neutrones) y electrones. Los electrones son 2.000 veces más
ligero que los nucleones, por lo que aportan mucho menos masa al conjunto.
Sorprendentemente, la mayor parte de la
masa de los protones y los neutrones se almacena en forma de energía necesaria
para mantenerlos unidos (pegamento).
Este pegamento (o gluones, en términos
científicos) es la materia que mantiene a los protones y neutrones juntos. Es el portador de la fuerza nuclear fuerte. La energía de enlace almacenada en los
gluones compone la mayor parte de la masa de los protones, neutrones, hidrógeno
y cualquier átomo para el caso.
El resto de masa es aportada por el bosón
de Higgs. Sin él los electrones no tendrían masa y todos los átomos se vendrían
abajo. El universo sería un lugar
muy diferente, sin galaxias, estrellas y planetas.
... Y sin piza.
La materia oscura
Sólo el 5 por ciento de la masa total del
universo proviene de la materia ordinaria (la masa de lo que se entiende).
No tenemos ni idea de qué tipo de masa es
ni de qué está compuesta así que estad atentos a los próximos descubrimientos.
