Como a gravidade funciona?

A força da gravidade é a interação mais fraca que existe na natureza e é o que faz com que dois corpos se atraiam. Todos nós já passamos pela experiência de deixar cair um objeto que seguramos. O que acontece então é que ele cai e atinge o chão. Você certamente já ouviu falar da maçã de Isaac Newton , a história sobre o físico inglês que se sentou sob uma árvore e observou uma maçã cair na grama. Dizem que ele então se perguntou por que a maçã caiu, mas a Lua não. E a partir daí, ele começou sua pesquisa sobre a gravidade.

O que sabíamos, o que Newton e Galileu identificaram, é que a gravidade causa aceleração. O objeto que inicialmente ainda estava em sua mão cai com aceleração quando você a solta. Como mencionei no início, a força da gravidade é o que faz com que dois objetos se atraiam. E essa atração, ou essa força, depende de duas coisas: neste caso, a massa da Terra e a massa do objeto que sua mão solta.

É importante saber que a aceleração é independente da massa do objeto em queda. Se eu quiser acelerar algo muito grande, tenho que aplicar muita força; se eu tiver que acelerar algo menor, tenho que aplicar menos força, mas a aceleração é a mesma. Foi isso que Galileu demonstrou quando escalou a Torre de Pisa e lançou bolas de metal de diferentes massas para mostrar que o tempo de descida é independente da massa do objeto em queda, porque a aceleração causada pela gravidade é a mesma. Se você está se perguntando por que ele não deixou cair penas ou folhas de árvores, a explicação é que ele não fez isso para não ter que se preocupar com o efeito adicional do atrito.

Na realidade, quando algo cai, ambos se movem: a Terra se move e o objeto em queda se move. O problema é que a gravidade exercida pelo pequeno objeto que cai da sua mão sobre a imensa Terra é muito pequena, então não a percebemos.

As coisas mudam quando comparamos duas coisas com massas semelhantes, como a Lua orbitando a Terra. Por que a Lua não cai? A explicação é que, quando se formou no sistema solar , a Lua não estava parada; ela girava a uma certa velocidade. Essa rotação é o que a impede de cair. Mas é a força da gravidade que a faz girar. É como o laço de um caubói em um rodeio: quando ele o gira, o laço não cai. A gravidade da Terra sobre a Lua tem um efeito semelhante.

O que expliquei até agora é a física descoberta por Galileu e Newton. Mas quando Einstein entra em cena, as coisas mudam. A gravidade de Einstein também modifica o tempo porque, segundo sua teoria, a gravidade é um efeito da curvatura do espaço-tempo. Como ele demonstrou, quando o campo gravitacional é muito forte, o tempo passa mais lentamente.

Se imaginarmos um objeto caindo da sua mão quando você o solta, ele parece estar caindo em linha reta, mas, na realidade, não está. Se pudéssemos ver as pequenas mudanças na força da gravidade, veríamos que pequenos desvios ocorrem paralelamente a elas. Embora nos pareçam linhas retas, em um espaço-tempo curvo como o nosso, não o são exatamente. São linhas retas adaptadas a essa geometria, como quando você desenha uma linha reta em uma esfera ou cilindro.

Outro tópico que pode lhe interessar é a relação entre gravidade e peso. Seu peso é exatamente a força com a qual a Terra o atrai. Se você estivesse na Lua, seu peso seria menor porque, como nosso satélite tem uma massa muito menor que a do nosso planeta, a força da gravidade que ele exerce também é. E é por isso que os astronautas, que têm a mesma massa em todos os lugares, pesam menos na Lua do que na Terra, porque os dois corpos celestes têm massas diferentes. Você pode imaginar que as partículas que compõem ambos os corpos puxam a massa do astronauta, atraindo-a. Na Lua, há menos partículas exercendo essa atração do que na Terra, então a força da gravidade é menor.

Ruth Lazkoz é doutora em física e professora na Universidade do País Basco.

Coordenação e redação: Victoria Toro .

Pergunta enviada por e-mail por Francisco Gómez .

Nosotras Respondemos é uma consulta científica semanal, patrocinada pelo programa "Para Mulheres na Ciência" da L'Oréal-Unesco e pela Bristol Myers Squibb , que responde às perguntas dos leitores sobre ciência e tecnologia. Essas perguntas são respondidas por cientistas e tecnólogas, membros da AMIT (Associação de Mulheres Pesquisadoras e Tecnólogas). Envie suas perguntas para [email protected] ou pelo X #nosotrasrespondemos.