Siempre me pregunté sobre lo siguiente:
Un astronauta que flota dentro de una nave espacial que está lejos de la Tierra o de cualquier otro planeta experimentará una verdadera gravedad cero porque hay una atracción gravitacional insignificante proveniente de cualquier planeta cercano. ¿Es esto correcto?
Pero un astronauta que flota dentro de la ISS está experimentando gravedad cero artificial (utilizo el término "artificial" porque no es la consecuencia de la falta de atracción gravitatoria: la Tierra todavía está allí), porque la ISS está en caída libre constante hacia la tierra mientras que al mismo tiempo acelera a su alrededor. ¿Es esto correcto?
Lo que quiero decir es que la gravedad cero experimentada por un astronauta dentro de la ISS no es similar a lo que sentiría una persona si estuviera de pie dentro de un ascensor en caída libre durante un largo período de tiempo. O más precisamente, ¿no es similar a la gravedad cero artificial creada por esos grandes aviones de gravedad cero? Y de alguna manera parecemos olvidar eso cuando miramos esos videos de la ISS.
¿O estoy completamente equivocado?
La gravedad está en todas partes. Nunca hay una verdadera "gravedad cero" en el universo.
Pero si estás en caída libre, es decir, siguiendo el tirón de la gravedad en lugar de resistirlo, o si no puedes seguirlo (por el suelo, tu planeta cercano, las paredes de la nave espacial mientras empuja, o lo que sea), no lo sientes, y eso es lo que llamamos "ingravidez" o (erróneamente) "gravedad cero".
La ingravidez que se siente en una nave espacial lejos de cualquier objeto, es exactamentela misma ingravidez que sientes a bordo de la ISS en órbita terrestre. No hay 2 tipos ("artificial" vs "real"). Puede ver eso porque si aleja un poco su enfoque, la nave espacial "lejos de cualquier objeto" de hecho sigue cayendo hacia algún objeto, quizás a una velocidad muy alta. Su cúmulo o supercúmulo galáctico más cercano, tal vez a unas pocas docenas de megaparsecs de distancia, pero sigue cayendo rápidamente hacia él. Si no golpea nada, seguirá un camino que forma una órbita (probablemente muy) elíptica durante cientos de millones de años, ya que no perderá energía y chocará. Y la ISS todavía sigue la atracción gravitacional de la Tierra, también permanecerá en una órbita elíptica, si ignora la pérdida de energía de la atmósfera a esa altitud. Comportamiento idéntico,
Por lo tanto, no existe tal cosa como "gravedad cero artificial", o una distinción entre algún tipo de gravedad cero que sea "real" versus "artificial", además de simulaciones como flotar en un tanque de agua u otros simuladores.
Si te mueves libremente según dicta la gravedad, experimentarás la sensación que llamamos "ingravidez" o "gravedad cero". Si algo te impide hacerlo, no lo harás (o lo sentirás mucho menos). Es así de simple. *
* Para completar, si algo le impide seguir libremente la gravedad, o si el campo gravitatorio local es débil de todos modos, pero algún objeto contra el que está presionando le impide seguirlo (por ejemplo, en la luna), sentirá que esto es bajo gravedad o microgravedad.
La gravedad tiene un alcance infinito, por lo que no hay ningún lugar en el universo donde puedas estar libre de su influencia. Claro, hay lugares como supervacíos donde la influencia de la gravedad será muy pequeña, pero no hay ningún lugar donde esté completamente ausente.
La experiencia cotidiana de la 'gravedad', la sensación de estar parado en la superficie de un planeta, no es realmente el trabajo de la gravedad en sí. A menos que esté muy cerca de un agujero negro, la atracción de la gravedad es igual en todas las partes de su cuerpo, por lo que no hay una fuerza diferencial que le permita sentir nada.
Lo que sí sientes, mientras estás en la superficie de un planeta, es el suelo empujando contra tus pies, que empujan contra tus piernas, que empujan contra tu torso, que empuja contra tu cabeza y sistema vestibular y te permite saber en qué dirección estás arriba . . Esta es la misma fuerza diferencial que sientes cuando aceleras o giras en un automóvil, y es porque esta fuerza no se aplica instantáneamente de manera uniforme a través del cuerpo que podemos sentirla.
Así que sí. Estar en gravedad cero se siente como caer. Dado que el tipo de gravedad cero 'no artificial' como usted indica en su pregunta no existe en ninguna parte, el concepto de gravedad cero 'artificial' no es especialmente útil.
+1
pero un pequeño comentario sobre "... no hay ningún lugar en el universo donde puedas estar libre de su influencia".La forma correcta de pensar al respecto es que, siempre y en todas partes, la ingravidez es del tipo "artificial". Ciertamente es cierto que el campo gravitatorio es muy débil lejos de cualquier masa, pero en el camino a la luna los astronautas se deslizaban en caída libre, por lo que no supuso ninguna diferencia para su experiencia cuál era la intensidad del campo gravitatorio. Incluso algún cometa a medio camino entre el sol y Alpha Centauri se está moviendo bastante rápido alrededor del centro de la galaxia.
Es exactamente la misma gravedad cero que experimentas en un avión que vuela en parabol hacia la Tierra. Sin embargo, es un poco diferente de la gravedad que experimentas en la gravedad lejos de la masa en el espacio exterior. En la ISS, la gravedad es casi cero en todos los puntos. Pero no precisamente (aunque no es un juguete fácil de medir, si no imposible). Siempre hay un gradiente que da lugar a fuerzas de marea. Esta es una fuerza global. Sólo existe para dos locales separados (ponts). Dos masas puntuales en la ISS eventualmente se separarán. Sin embargo, siempre hay un cierto punto en la ISS para el cual la gravedad es exactamente cero. En algún lugar en medio de la ISS. Esto también está sucediendo en un ascensor que cae. En algún lugar dentro del ascensor que cae, la fuerza de la gravedad es exactamente cero. Si coloca una masa pont en el medio del elevador, permanecerá en su lugar. Si lo coloca más cerca del fondo o del techo del ascensor, la fuerza seguirá siendo cero, pero se acelerará hasta el fondo o el techo debido a la fuerza de marea no local. También se puede decir que el techo, el fondo y todo el ascensor experimentan una fuerza de marea y no la masa, que no experimenta ninguna fuerza.
Así es como se puede discriminar entre un ascensor en caída libre y uno en el espacio libre (o entre un ascensor estacionario en la Tierra y uno acelerado en el espacio). En el marco que cae (o su cuerpo que cae) siempre hay una experiencia de fuerzas de marea (que son electromagnéticas, fuertes o débiles en la Naturaleza).
O más precisamente, ¿no es similar a la gravedad cero creada por esos grandes aviones de gravedad cero?
si, es identico
Tenga en cuenta que utiliza la frase:
gravedad cero artificial
No existe tal cosa como la "gravedad cero artificial". Es una frase sin sentido.
Tenga en cuenta que utiliza la frase:
gravedad cero
No hay tal cosa como la gravedad cero.
Los pilotos, etc. usan la frase "gravedad cero" o "cero-g", de forma aproximada, para referirse a "la sensación cuando estás en uno de esos aviones o en la ISS".
Esencialmente, todo en su pregunta es correcto, ¡y más!
No hay una diferencia cualitativa entre las dos situaciones que has presentado, solo cuantitativa.
(Y ninguno de los dos puede llamarse "artificial" de manera significativa: ambas situaciones son microgravedad real, como se explica en otras respuestas. Puede aplicar "artificial" a los tanques de flotabilidad neutra de entrenamiento de astronautas (aunque parece que el término habitual es "simulador de microgravedad " ), o un hipotético dispositivo de manipulación de gravedad de ciencia ficción.)
Las diferencias cuantitativas reales entre las condiciones de gravedad locales (teóricamente) observables son:
Entonces, no hay nada fundamentalmente diferente de caer alrededor de un planeta continuamente versus caer a través del espacio intergaláctico (en órbita o no alrededor de una galaxia o supercúmulo cercano). Es solo una cuestión de grado.
Y sí, en teoría podrías hacer mediciones de esos factores (al menos las mareas) dentro de un ascensor sellado sin ventanas. Especialmente si pudiera aislar su experimento de cualquier ser humano inconveniente que se mueva, y esperar meses o años para ver qué tan rápido se aceleran algunos objetos inicialmente en reposo en relación con la nave (aceleración muy pequeña integrada en largos períodos de tiempo).
Con suerte, identificar cuáles son esas diferencias cuantitativas puede ayudarlo a identificar lo que se estaba preguntando / pensando cuando se le ocurrió la distinción natural / artificial que estaba tratando de hacer.
Respuesta complementaria:
tl; dr: ¡Hay miles de millones de puntos en el universo con aceleración gravitacional cero!
Si bien cada respuesta incluye alguna forma de "la gravedad está en todas partes porque nunca termina" (es decir, nunca llega a cero, por lo que todo tira de todo) Tengo que inyectar dos advertencias:
Esos son puntos matemáticos, por supuesto, pero algunos argumentan que las matemáticas son más reales que cualquier otra cosa :-)
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