Si la gravedad es una fuerza tan débil, ¿por qué es tan dominante?

Answer 1

Porque no hay ‘antigravedad’ y porque el rango de gravedad es infinito.

La fuerza débil y la fuerza fuerte son mucho más fuertes que la gravedad, pero están mediadas de tal manera que no llegan muy lejos. Para ellos, la mayor parte del universo es opaco: reaccionarán con algo antes de llegar muy lejos (como la luz reaccionaría con los electrones en material opaco).

Sin embargo, el electromagnetismo tiene el mismo rango que la gravedad, pero aunque es más fuerte que la gravedad, viene en dos especies menos y más (para carga eléctrica) y norte y sur (para carga magnética) y estas dos variantes tienden a negarse entre sí.

Para dar un ejemplo, veamos el campo de diferentes multipolares.

Una sola partícula cargada da una fuerza que es proporcional a [math] ~ \ frac {1} {r ^ 2} [/ math]

Un dipolo eléctrico dará una fuerza que es proporcional a [matemática] ~ \ frac {1} {r ^ 3} [/ matemática] (esta es una aproximación que solo funciona desde una gran distancia, pero tenga en cuenta que no funciona como [ matemáticas] \ frac {1} {r ^ 2} [/ matemáticas])

Un cuadrupolo eléctrico tendrá un orden inferior como el término dominante: [matemática] ~ \ frac {1} {r ^ 4} [/ matemática].

Etcetera

Entonces, la fuerza de atracción de la partícula cargada será negada casi por completo por la fuerza repulsiva de la partícula cargada opuesta. La mayoría de los objetos tienden a ser neutrales desde el exterior, pero están formados por miles de millones de partículas, lo que significa que el campo electromagnético exterior es muy pequeño.

Por el contrario, todas las partículas tienen solo 1 carga gravitacional (llamémosla positiva). La carga de la gravedad es la masa, y hasta donde sabemos, los objetos con masa negativa no existen. Como resultado, un objeto está compuesto solo de cargas positivas, y todas estas se apilan.

Entonces, el campo electromagnético, debido al hecho de que hay 2 cargas diferentes, tiende a ser negado. La fuerza fuerte y la débil simplemente no llegan tan lejos.

Como nota al margen. Hay otra gran diferencia entre la gravedad y el electromagnetismo. Para la gravedad, dos cargas iguales (y todas las cargas son iguales) tienen una fuerza atractiva. Para el electrogmagnetismo, dos cargas iguales tienen una fuerza repulsiva.

Como resultado, desde el punto de vista electromagnético, la materia tiende a agruparse: es muy eficiente energéticamente tener cantidades iguales de carga positiva y negativa, lo que hace que el objeto total sea neutral. Los objetos de una sola carga son casi imposibles, porque se separarían.

En cuanto a la gravedad, la materia también tiende a agruparse, porque la fuerza es atractiva. Si existiera algo como la masa negativa, entonces esto (probablemente) sería repulsivo para la masa positiva. Uno podría imaginar que si existieran masas tanto negativa como positiva, simplemente se agruparían en un grupo grande positivo y uno grande negativo. Lo cual bien podría ser una razón por la cual nunca hemos visto nada como masa negativa en primer lugar.

Answer 2

Como se ha dicho muchas veces, la gravedad es la más débil de las cuatro fuerzas fundamentales. El modelo estándar, que describe las partículas elementales y las fuerzas entre ellas, omite la gravedad. Esto funciona bien, ya que la fuerza de gravitación entre partículas subatómicas es casi siempre tan pequeña como para ser insignificante.

A gran escala, la gravedad, por supuesto, domina a las otras fuerzas. En realidad, hay dos razones diferentes para esto. La gravedad, como el electromagnetismo, se rige por una ley del cuadrado inverso, por lo que se debilita con la distancia, pero más bien lentamente. La razón por la que la gravedad y el electromagnetismo pueden penetrar distancias cosmológicas es que esas fuerzas están mediadas por partículas sin masa, fotones para el electromagnetismo, gravitones para la gravedad.

Sentimos los efectos de la gravedad a largas distancias, pero rara vez sentimos efectos comparables del electromagnetismo. Claro, captamos algunas señales de radio y ocasionalmente manejamos un imán, pero en su mayor parte no solemos observar atracción o repulsión electromagnética a grandes distancias. Esto se debe a que el universo es más o menos eléctricamente neutro, y la materia tiende a agruparse en átomos que son neutrales, por lo que no suele haber mucha o ninguna carga neta para atraer a largas distancias.

Posiblemente podríamos hacer objetos poderosamente cargados, que atraerían o repelerían otros objetos de ese tipo a largas distancias. La naturaleza simplemente no hace eso por nosotros tanto. Sin embargo, la naturaleza suministra una gran cantidad de cargas elementales, a menudo simplemente flotando, por lo que si tuviera un objeto muy cargado, las cargas opuestas cercanas que se acerquen ayudarían a proteger la carga como se ve desde una gran distancia.

A diferencia de la electricidad, no hay cargas opuestas de gravedad: todo atrae y nada cancela. Entonces, aunque es muy débil, cuando sumas toda la materia y la energía, se acumula mucho. No hay blindaje. Cualquier cosa que coloques entre dos masas gravitatorias también atraerá a las masas también, y las atracciones entre las dos masas originales aún estarán allí.

Las otras dos fuerzas, las fuerzas fuertes y débiles, están mediadas por partículas que tienen masa. Esto significa que tienden a no viajar largas distancias. Entonces, si bien la fuerza fuerte, mediada por gluones, puede dominar a distancias nucleares, no se siente a largas distancias. Del mismo modo, los bosones W y Z que median en la fuerza débil tienen masa, y generalmente no transmiten la fuerza débil a una distancia significativa.

En realidad, parece haber una especie de repulsión gravitacional en el universo. Va bajo el nombre de energía de vacío o energía oscura o constante cosmológica. Conduce a la expansión del universo. Es espacio haciendo más espacio. Las galaxias masivas parecen repelerse entre sí.

Un universo en expansión es el espacio-tiempo curvo. El efecto de una gran masa es curvar el espacio-tiempo también. Consideramos la última gravedad; realmente no hay razón para no considerar también la gravedad anterior.

Answer 3

Para comparar cosas, debe colocarlas en unidades naturales, basadas en la física fundamental, no en las unidades elegidas por accidentes de la historia. Por lo general, se dice que la gravedad es muy débil en comparación con, por ejemplo, la fuerza EM porque la fuerza EM entre dos protones es varios órdenes de magnitud mayor que la fuerza gravitacional. ¿Pero por qué elegir protones? No hay nada fundamental sobre la masa de un protón. La unidad natural de masa es la masa de Planck. Pero la masa de Planck es 1019 veces la de un protón. Entonces, si compara la fuerza entre dos masas de Planck, cada una con una carga unitaria, la fuerza gravitacional y EM son comparables. Lo que esto significa no es que la gravedad sea muy débil, sino que las partículas elementales sean muy ligeras.

Answer 4

Debo estar oculto, porque me molesta la gente que dice que la gravedad es la fuerza más débil. Es como si alguien dijera eso una vez, y todos los demás simplemente comenzaron a decirlo sin pensarlo. Es preocupante que las personas solo excepto lo que todos los demás dicen sin racionalizar por sí mismas.

La gravedad y las fuerzas atómicas comparten la igualdad de valores entre sí. Guv = Tuv.

Tuv es representativo del valor energético de la materia, que es la suma de su fuerte fuerza nuclear y fuerza electromagnética combinadas. Entonces, ¿cómo puede ser una opinión tan popular que la gravedad es la fuerza más débil?

La gravedad es igual a las fuerzas atómicas, sin embargo, es más diluida, se extiende sobre más espacio. No dices que hay menos mantequilla, solo porque la extiendes en dos tostadas en lugar de una.

Answer 5

Es débil en pequeñas distancias, pero muy poderoso en grandes distancias. Y el espacio, como habrás notado, es realmente grande.