Por Kevin Lee Atualizado em 30 de agosto de 2022

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Jogue uma bola com força suficiente e ela nunca mais retornará. Na realidade, um projétil precisaria atingir pelo menos 11,3 km/s (7mi/s) para escapar da atração gravitacional da Terra. Cada objeto – seja uma pena leve ou uma estrela colossal – exerce uma força que atrai a matéria circundante. A gravidade mantém-nos ancorados no planeta, a Lua orbitando a Terra, a Terra circulando o Sol, o Sol girando em torno do centro da galáxia e enormes aglomerados galácticos percorrendo o universo como um sistema unificado.

As forças fundamentais que unem o universo

A gravidade, juntamente com as forças nuclear forte, nuclear fraca e eletromagnética, mantém o cosmos unido. A força nuclear forte mantém os núcleons ligados a um núcleo atômico; a força nuclear fraca impulsiona certos tipos de decaimento radioativo; e a força eletromagnética governa a coesão de átomos e moléculas. Embora a gravidade governe o movimento planetário, ela é a mais fraca das quatro forças fundamentais.

A massa determina a força gravitacional

Massa – diferente de peso – é a quantidade de matéria em um objeto. À medida que a massa aumenta, também aumenta a atração gravitacional que ela gera. Os buracos negros, por exemplo, possuem uma massa tão extrema que nem mesmo a luz consegue escapar dos seus horizontes de eventos. Em contraste, um grão de sal exerce uma força insignificante devido à sua massa minúscula. O peso, definido como a força exercida pela gravidade sobre um objeto, varia com a aceleração gravitacional; os astronautas na Lua pesavam apenas um sexto do seu peso na Terra.

A influência de longo alcance da gravidade

Os astronautas da estação espacial descrevem frequentemente um ambiente de “gravidade zero”, mas a gravidade da Terra ainda está presente – apenas cerca de 10% mais fraca na altitude orbital. A sensação de flutuação resulta dos astronautas caindo continuamente em direção à Terra enquanto avançam rápido o suficiente para nunca alcançarem a superfície. Apesar de diminuir com a distância, a gravidade se estende até o infinito, atraindo até os objetos mais distantes em direção à Terra.

Principais teorias da gravidade

Em 1687, Isaac Newton articulou a primeira teoria quantitativa da gravidade, fornecendo a estrutura para prever o movimento dos corpos celestes e as trajetórias dos projéteis. Séculos mais tarde, a Teoria Geral da Relatividade de Albert Einstein reinventou a gravidade como a curvatura do espaço-tempo causada pela massa e pela energia. Visualize uma bola de boliche colocada sobre um colchão:a bola deprime a superfície e uma bola de gude rola em direção à depressão. No modelo de Einstein, a massa do Sol distorce o espaço-tempo, guiando a Terra e os outros planetas ao longo de trajetórias curvas.

Ondas gravitacionais:ondulações no espaço-tempo

Einstein previu que objetos massivos e em aceleração gerariam ondas gravitacionais – ondulações transitórias que esticam e comprimem o espaço-tempo. Eventos como a inspiração de buracos negros binários ou estrelas de nêutrons produzem ondas tão sutis que sua detecção requer observatórios altamente sensíveis. A confirmação das ondas gravitacionais abriu uma nova janela para o universo, permitindo-nos observar fenómenos invisíveis aos telescópios tradicionais.