Gradiente gravitatorio

En el contexto de la mecánica celeste, la expresión gradiente gravitatorio se utiliza para hacer referencia a un fenómeno que afecta a cuerpos no puntuales, tales como planetas y satélites, y que tiene su origen en que la gravedad que actúa sobre ellos resulta no uniforme.

Un ejemplo de esto es la Tierra, sometida a la gravedad de la Luna, y su recíproco, la Luna sometida a la gravedad de la Tierra. En este caso, el fenómeno provoca la existencia de las mareas, hace que la Luna tenga siempre la misma cara orientada hacia la Tierra y explica por qué ésta no gira de manera caótica.

Imagen a escala que muestra la distancia entre la Luna y la Tierra. Se observa que los diámetros son pequeños comparados con la distancia pero apreciables en cierta medida.

Origen del fenómeno

Universal gravitation.svg
Esquema de las fuerzas sobre la Luna.

De manera simplificada, entre la Luna y la Tierra existe una fuerza recíproca aplicada en el centro de masas de cada cuerpo celeste, cuyo módulo está definido en la Ley de la Gravitación Universal desarrollada por Isaac Newton:

donde

  • es la distancia entre los centros de masa
  • es la Constante de gravitación universal
  • es la masa de la Tierra
  • es la masa de la Luna

Sin embargo, la acción real es que la fuerza de gravedad se distribuye en la masa de cada uno de estos objetos, cuyas dimensiones son del orden de miles de kilómetros, de modo que la intensidad de la gravedad en cada punto es levemente distinta. Esto hace que las porciones de masa de la Luna situadas en la cara opuesta a la Tierra estén sometidas a fuerzas de gravedad levemente inferiores a las que actúan en la cara orientada hacia la Tierra, de manera que en la cara más cercana a la Tierra existe una resultante de fuerzas levemente superior a la que existe en la cara opuesta. De esta forma, la cara más cercana a la Tierra tiende al equilibrio.

El fenómeno recíproco sucede en la Tierra donde, en la zona que se encuentra en oposición a la Luna, existe una acción de la gravedad levemente inferior a la que se observa en la zona más cercana. En este caso, la masa de la Luna es insuficiente para impedir la rotación de la Tierra, pero este fenómeno evita que la Tierra tenga una rotación de tipo caótico.

Other Languages