¿Es la gravedad la fuerza más fuerte??

Actualmente, la gravedad es la más débil de las cuatro fuerzas fundamentales. Ordenado de más fuerte a más débil, las fuerzas son 1) la fuerte fuerza nuclear, 2) la fuerza electromagnética, 3) la fuerza nuclear débil, y 4) gravedad. Si toma dos protones y los mantiene muy juntos, ejercerán varias fuerzas entre sí. Porque ambos tienen masa, los dos protones ejercen atracción gravitacional entre sí. Porque ambos tienen carga eléctrica positiva, Ambos ejercen repulsión electromagnética el uno al otro.. también, ambos tienen internos “color” cargar y así ejercer atracción a través de la fuerza nuclear fuerte. Porque la fuerza nuclear fuerte es la más fuerte a distancias cortas., domina sobre las otras fuerzas y los dos protones se unen, formando un núcleo de helio (Por lo general, también se necesita un neutrón para mantener estable el núcleo de helio.). La gravedad es tan débil a escala atómica que los científicos normalmente pueden ignorarla sin incurrir en errores significativos en sus cálculos..

sin embargo, en escalas astronómicas, la gravedad domina sobre las otras fuerzas. hay dos razones para esto: 1) la gravedad tiene un largo alcance, y 2) no existe tal cosa como masa negativa. Cada fuerza desaparece a medida que los dos objetos que experimentan la fuerza se separan más.. La velocidad a la que mueren las fuerzas es diferente para cada fuerza.. Las fuerzas nucleares fuertes y débiles son de muy corto alcance., lo que significa que fuera de los diminutos núcleos de átomos, estas fuerzas caen rápidamente a cero. El pequeño tamaño de los núcleos de los átomos es un resultado directo del rango extremadamente corto de las fuerzas nucleares.. Dos partículas que están separadas por nanómetros están demasiado distantes entre sí para ejercer una fuerza nuclear apreciable entre sí. Si las fuerzas nucleares son tan débiles para dos partículas separadas por nanómetros, Debería ser obvio que las fuerzas nucleares son aún más insignificantes a escalas astronómicas.. Por ejemplo, la tierra y el sol están demasiado lejos el uno del otro (miles de millones de metros) para que sus fuerzas nucleares se alcancen. En contraste con las fuerzas nucleares, tanto la fuerza electromagnética como la gravedad tienen un rango infinito * y mueren en fuerza como 1 / r².

Si tanto el electromagnetismo como la gravedad tienen un rango infinito, ¿Por qué la tierra se mantiene en órbita alrededor del sol por la gravedad y no por la fuerza electromagnética?? La razón es que no existe tal cosa como masa negativa., pero existe la carga eléctrica negativa. Si coloca una sola carga eléctrica positiva cerca de una sola carga eléctrica negativa, y luego medir su fuerza combinada en otro, carga distante, encuentra que la carga negativa tiende a cancelar un poco la carga positiva. Tal objeto se llama dipolo eléctrico.. La fuerza electromagnética causada por un dipolo eléctrico se extingue como 1 / r³ y no 1 / r² debido a este efecto de cancelación. similar, si toma dos cargas eléctricas positivas y dos cargas negativas y las coloca juntas correctamente, has creado un cuadrupolo eléctrico. La fuerza electromagnética debida a un cuadrupolo eléctrico se extingue aún más rápidamente, como 1 / r⁴, porque las cargas negativas hacen un buen trabajo cancelando las cargas positivas. A medida que agrega más y más cargas positivas a un número igual de cargas negativas, el rango de la fuerza electromagnética del sistema se hace cada vez más corto. Lo interesante es que la mayoría de los objetos están hechos de átomos., y la mayoría de los átomos tienen el mismo número de cargas eléctricas positivas y negativas. Por lo tanto, a pesar del hecho de que la fuerza electromagnética bruta de una sola carga tiene un rango infinito, el rango efectivo de la fuerza electromagnética para objetos típicos como estrellas y planetas es mucho más corto. De hecho, Los átomos neutros tienen un rango electromagnético efectivo del orden de nanómetros.. En escalas astronómicas, esto deja solo gravedad. Si existiera algo así como masa negativa (la antimateria tiene masa positiva), y si los átomos generalmente contienen partes iguales de masa positiva y negativa, entonces la gravedad sufriría el mismo destino que el electromagnetismo y no habría una fuerza significativa a escala astronómica. por suerte, no hay masa negativa, y, por lo tanto, la fuerza gravitacional de varios cuerpos juntos es siempre aditiva.. En resumen, la gravedad es la más débil de las fuerzas en general, pero es el dominante a escalas astronómicas porque tiene el rango más largo y porque no hay masa negativa.

*NOTA: En la descripción anterior, He usado la antigua formulación newtoniana de la gravedad.. La gravedad se describe con mayor precisión mediante la formulación de la relatividad general., que nos dice que la gravedad no es una fuerza real sino una deformación del espacio-tiempo. En escalas más pequeñas que los grupos de galaxias y lejos de masas superdensas como los agujeros negros, La gravedad newtoniana es una excelente aproximación a la relatividad general. sin embargo, para explicar adecuadamente todos los efectos, tienes que usar la relatividad general. Según la Relatividad General y las numerosas mediciones experimentales que la confirman, la gravedad no tiene un rango infinito, pero desaparece en una escala más grande que los grupos de galaxias. Por lo tanto, la gravedad solo tiene 1 / r² comportamiento y “ilimitado” rango en la escala más pequeño que los grupos de galaxias. Por eso dije que la gravedad tiene “efectivamente” rango infinito. En las escalas más grandes, Nuestro universo se está expandiendo en lugar de ser atraído por la atracción gravitacional.. Este comportamiento es predicho por la Relatividad General.. En escalas más pequeñas que los grupos de galaxias., el espacio-tiempo actúa predominantemente como la atractiva gravedad newtoniana, mientras que en escalas más grandes, el espacio-tiempo actúa como algo completamente diferente que se está expandiendo.

Crédito:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2013/05/22/why-is-gravity-the-strongest-force/