thumb|Caída libre de martelo e pluma: o astronauta David Scott (da misión Apollo 15) á Lúa interpretando o experimento de Galileo (1.38 MB, ogg/Theora format). miniatura|Astronauta en ausencia de gravidade. miniatura|A forza do salto supera a da gravidade.
A gravidade (do latín gravitas), tamén denominada interacción gravitacional ou gravitación, é un fenómeno natural polo cal os obxectos con masa ou enerxía son atraídos entre si, efecto maiormente observable na interacción entre os planetas, estrelas, galaxias e demais obxectos do universo, incluída a luz. É unha das catro interaccións fundamentais que orixina a aceleración que experimenta un corpo físico nas proximidades dun obxecto astronómico. A gravidade é a responsable de moitas das estruturas a grande escala do universo, como a formación de estrelas a partir da atracción gravitacional de masas gasosas, ou a agrupación destas en galaxias e cúmulos.
A gravidade é a máis débil das catro interaccións fundamentais en física, aproximadamente 1038 veces máis débil cá interacción forte, 1036 veces menor cá forza electromagnética e 1029 veces menor cá interacción débil. Non ten, polo tanto, influencia importante a nivel de partículas subatómicas. Pola contra, é a interacción dominante a escala macroscópica, sendo a causa da formación, forma e traxectoria (órbita) dos obxectos astronómicos.
Na Terra, a gravidade dá peso aos obxectos físicos, e a gravidade da Lúa é responsable das mareas sublunares nos océanos. A marea antipodal correspondente é causada pola inercia da Terra e a Lúa orbitando unha ao redor da outra. A gravidade tamén ten moitas funcións biolóxicas importantes, axudando a guiar o crecemento das plantas a través do proceso de gravitropismo e influíndo na circulación de fluídos en organismos multicelulares.
A atracción gravitacional entre a materia gasosa orixinal do universo provocou a súa coalescencia e a formación de estrelas que finalmente se condensaron en galaxias, polo que a gravidade é responsable de moitas das estruturas a gran escala do universo. A gravidade ten un alcance infinito, aínda que os seus efectos se debilitan a medida que os obxectos se afastan.
A teoría xeral da relatividade, proposta por Albert Einstein en 1915, describe a gravidade non como unha forza, senón como a curvatura do espazo-tempo, causada pola distribución desigual da masa e que fai que as masas se movan ao longo de liñas xeodésicas. O exemplo máis extremo desta curvatura do espazo-tempo é un burato negro, do que nada -nin sequera a luz- pode escapar unha vez pasado o horizonte de sucesos do burato negro. Con todo, para a maioría das aplicacións, a gravidade está ben aproximada pola lei da gravitación universal de Newton, que describe a gravidade como unha forza que fai que dous corpos calquera atráianse entre si, con magnitude proporcional ao produto das súas masas e inversamente proporcional ao cadrado da distancia entre eles.
Os modelos actuais de física de partículas implican que o primeiro caso de gravidade no universo, posiblemente en forma de gravidade cuántica, supergravidade ou unha singularidade gravitacional, xunto co espazo e o tempo ordinario, desenvolvéronse durante a época de Planck (até 10-43 segundos despois do nacemento do universo), posiblemente a partir dun estado primixenio, como un falso baleiro, baleiro cuántico ou partícula virtual, dunha maneira actualmente descoñecida. – discute o «tempo de Planck» e a «era de Planck» moito ao principio do Universo Os científicos traballan actualmente no desenvolvemento dunha teoría da gravidade coherente coa mecánica cuántica, unha teoría da gravidade cuántica, que permitiría unir a gravidade nun marco matemático común (unha teoría do todo) coas outras tres interaccións fundamentais da física. Definicións A gravitación , tamén coñecida como atracción gravitacional, é a atracción mutua entre todas as masas do universo. A gravidade é a atracción gravitacional na superficie dun planeta ou doutro corpo celeste; a gravidade tamén pode incluír, ademais da gravitación, a forza centrífuga resultante da rotación do planeta.
Introdución A gravidade é unha das catro interaccións fundamentais observadas na natureza. Orixina os movementos a gran escala que se observan no universo: a órbita da Lúa ao redor da Terra, as órbitas dos planetas ao redor do Sol, etcétera. A escala cosmolóxica parece ser a interacción dominante, pois goberna a maior parte dos fenómenos a gran escala (as outras tres interaccións fundamentais son predominantes a escalas máis pequenas). O electromagnetismo explica o resto dos fenómenos macroscópicos, mentres que a interacción forte e a interacción débil son importantes só a escala subatómica.
O termo «gravidade» utilízase para designar a intensidade do fenómeno gravitacional na superficie dos planetas ou satélites. Isaac Newton foi o primeiro en expor que é da mesma natureza a forza que fai que os obxectos caian con aceleración constante na Terra (gravidade terrestre) e a forza que mantén en movemento os planetas e as estrelas. Esta idea levouno a formular a primeira teoría xeral da gravitación, a universalidade do fenómeno, exposta na súa obra Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica.
Einstein, na teoría da relatividade xeral fai unha análise diferente da interacción gravitacional. De acordo con esta teoría, a gravidade pode entenderse como un efecto xeométrico da materia sobre o espazo-tempo. Cando certa cantidade de materia ocupa unha rexión do espazo-tempo, provoca que este se deforme, deste xeito a deformación deste é coma se o mesmo espazo-tempo se comprimise en dirección ao centro da masa dun obxecto. Visto así, a forza gravitacional deixa de ser unha «misteriosa forza que atrae», e convértese no efecto que produce a deformación do espazo-tempo —de xeometría non euclidiana— sobre o movemento dos corpos. Segundo esta teoría, dado que todos os obxectos móvense no espazo-tempo, ao deformarse este, a traxectoria daqueles será desviada producindo a súa aceleración.
Actualmente, os científicos continúan traballando nunha nova teoría de gravidade cuántica que describa unificadamente e de maneira consistente os fenómenos gravitacionais e cuánticos. Requírese unha teoría que unifique os dous tipos de fenómenos para poder entender os primeiros instantes do Big-bang ou as singularidades gravitacionais no interior dos buratos negros.
Historia Mundo antigo A natureza e o mecanismo da gravidade foron explorados por un amplo abanico de estudosos da Antigüidade. En Grecia, Aristóteles cría que os obxectos caían cara á Terra porque esta era o centro do Universo e atraía cara a si toda a masa do Universo. Tamén pensaba que a velocidade dun obxecto que cae debería aumentar co seu peso, unha conclusión que máis tarde se demostrou falsa. Aínda que a opinión de Aristóteles foi amplamente aceptada en toda a Antiga Grecia, houbo outros pensadores como Plutarco que predixeron correctamente que a atracción da gravidade non era exclusiva da Terra.
Aínda que non entendía a gravidade como unha forza, o antigo filósofo grego Arquímedes descubriu o centro de gravidade dun triángulo. Postulou que si dous pesos iguais non tivesen o mesmo centro de gravidade, o centro de gravidade dos dous pesos xuntos estaría no centro da liña que une os seus centros de gravidade. Dous séculos máis tarde, o enxeñeiro e arquitecto romano Vitruvio sostiña no seu De architectura que a gravidade non depende do peso dunha substancia, senón da súa «natureza». No século VI d.C., o erudito bizantino alexandrino Juan Filopón propuxo a teoría do ímpeto, que modifica a teoría de Aristóteles de que «a continuación do movemento depende da acción continuada dunha forza» incorporando unha forza causante que diminúe co tempo.Philoponus' term for impetus is "ἑνέργεια ἀσώματος κινητική" ("incorporeal motive enérgeia"); see CAG XVII, Ioannis Philoponi in Aristotelis Physicorum Libros Quinque Posteriores Commentaria , Walter de Gruyter, 1888, p. 642: "λέγω δὴ ὅτι ἑνέργειά τις ἀσώματος κινητικὴ ἑνδίδοται ὑπὸ τοῦ ῥιπτοῦντος τῷ ῥιπτουμένῳ [I say that impetus (incorporeal motive energy) is transferred from the thrower to the thrown]."
No ano 628 da nosa era, o matemático e astrónomo indio Brahmagupta propuxo a idea de que a gravidade é unha forza de atracción que atrae os obxectos cara á Terra e utilizou o termo gurutvākarṣaṇ para describila.
No antigo Oriente Próximo, a gravidade era un tema de intenso debate. O intelectual persa Al Biruni cría que a forza da gravidade non era exclusiva da Terra, e supuxo correctamente que outros corpos celestes tamén debían exercer unha atracción gravitacional. Pola contra, Al-Khazini sostiña a mesma postura que Aristóteles de que toda a materia do Universo é atraída cara ao centro da Terra. Revolución científica
A mediados do século XVI, varios científicos europeos refutaron experimentalmente a noción aristotélica de que os obxectos máis pesados caen a maior velocidade. En particular, o sacerdote dominico español Domingo de Soto escribiu en 1551 que os corpos en caída libre aceleran uniformemente. De Soto podía ser influenciado por experimentos anteriores realizados por outros sacerdotes dominicanos de Italia, incluíndo os de Benedetto Varchi, Francesco Beato, Luca Ghini, e Giovan Bellaso que contradicían os ensinos de Aristóteles sobre a caída dos corpos. thumb|upright|A torre inclinada de Pisa, onde segundo a lenda Galileo realizou un experimento sobre a velocidade de caída dos obxectos
A mediados do século XVI, o físico italiano Giambattista Benedetti publicou uns traballos nos que afirmaba que, debido á gravidade específica, os obxectos do mesmo material pero con masas diferentes caerían á mesma velocidade. Co experimento da torre de Delft de 1586, o físico flandres Simon Stevin observou que dúas balas de canón de distinto tamaño e peso caían á mesma velocidade cando se deixaban caer desde unha torre.A finais do século XVI, as coidadosas medicións de Galileo Galilei de bólas rodando por inclinadas permitíronlle establecer firmemente que a aceleración gravitacional é a mesma para todos os obxectos.Galileo (1638), Discorsi e dimostrazioni matematiche, intorno à due nuove scienze, Primeiro día fala Salviati: «Se isto fose o que Aristóteles quería dicir, cargariádeslle con outro erro que equivalería a unha falsidade; porque, ao non existir na terra tal altura escarpada, é evidente que Aristóteles non podería facer o experimento; con todo, quere darnos a impresión de habelo realizado cando fala de tal efecto como o que vemos.» Galileo postulou que a resistencia do aire é a razón pola que os obxectos de baixa densidade e elevada superficie caen máis lentamente nunha atmosfera.
En 1604, Galileo expuxo correctamente a hipótese de que a distancia dun obxecto que cae é proporcional ao cadrado do tempo transcorrido. Isto foi confirmado posteriormente polos científicos xesuítas italianos Grimaldi e Riccioli entre 1640 e 1650. Tamén calcularon a magnitude da gravidade da Terra medindo as oscilacións dun péndulo.J.L. Heilbron, Electricity in the 17th and 18th Centuries: A Study of Early Modern Physics (Berkeley: University of California Press, 1979), 180.
En 1657, Robert Hooke publicou o seu Micrographia, na que expuña a hipótese de que a Lúa debía ter a súa propia gravidade. En 1666, engadiu dous principios máis: que todos os corpos móvense en liña recta ata que son desviados por algunha forza e que a forza de atracción é maior para os corpos máis próximos. Nunha comunicación á Royal Society en 1666, Hooke escribiu
A conferencia de Hooke en Gresham en 1674, Un intento de demostrar o movemento anual da Terra, explicaba que a gravitación aplicábase a «todos os corpos celestes»
Teoría da gravitación de Newton
miniatura|upright|O físico e matemático inglés, Sir Isaac Newton (1642–1727)