Qué tan fuerte es la gravedad en otros planetas?
por Matt Williams , Universe Today
La gravedad es una fuerza fundamental de la física, una que los terrícolas tendemos a dar por sentada. No se nos puede culpar. Habiendo evolucionado a lo largo de miles de millones de años en el entorno de la Tierra, estamos acostumbrados a vivir con la atracción de un 1 g constante (o 9,8 m/s2). Sin embargo, para quienes han ido al espacio o han pisado la Luna, la gravedad es algo muy tenue y precioso.
Básicamente, la gravedad depende de la masa, donde todas las cosas -desde las estrellas, los planetas y las galaxias hasta la luz y las partículas subatómicas- se atraen entre sí. Dependiendo del tamaño, la masa y la densidad del objeto, la fuerza gravitatoria que ejerce varía. Y cuando se trata de los planetas de nuestro sistema solar, que varían en tamaño y masa, la fuerza de gravedad sobre sus superficies varía considerablemente.
Por ejemplo, la gravedad de la Tierra, como ya se ha señalado, equivale a 9,80665 m/s2 (o 32,174 pies/s2). Esto significa que un objeto, si se sostiene sobre el suelo y se suelta, se acelerará hacia la superficie a una velocidad de unos 9,8 metros por cada segundo de caída libre. Este es el estándar para medir la gravedad en otros planetas, que también se expresa como una sola g.
De acuerdo con la ley de gravitación universal de Isaac Newton, la atracción gravitatoria entre dos cuerpos puede expresarse matemáticamente como F = G (m1m2/r2) – donde F es la fuerza, m1 y m2 son las masas de los objetos que interactúan, r es la distancia entre los centros de las masas y G es la constante gravitatoria (6.674×10-11 N m2/kg2 ).
En función de sus tamaños y masas, la gravedad en otro planeta suele expresarse en términos de unidades g, así como en términos de la tasa de aceleración de la caída libre. Entonces, ¿cómo son exactamente los planetas de nuestro sistema solar en términos de su gravedad en comparación con la Tierra? Así:
La gravedad en Mercurio:
Con un radio medio de unos 2.440 km y una masa de 3,30 × 1023 kg, Mercurio tiene aproximadamente 0,383 veces el tamaño de la Tierra y sólo 0,055 su masa. Esto convierte a Mercurio en el planeta más pequeño y menos masivo del sistema solar. Sin embargo, gracias a su alta densidad -un robusto 5,427 g/cm3, que es sólo ligeramente inferior a los 5,514 g/cm3 de la Tierra-, Mercurio tiene una gravedad en superficie de 3,7 m/s2, que equivale a 0,38 g.
La gravedad en Venus:
Venus es similar a la Tierra en muchos aspectos, por lo que a menudo se le llama «el gemelo de la Tierra». Con un radio medio de 4,6023×108 km2, una masa de 4,8675×1024 kg y una densidad de 5,243 g/cm3, Venus es equivalente en tamaño a 0,9499 Tierras, 0,815 veces más masivo y aproximadamente 0,95 veces más denso. Por tanto, no es de extrañar que la gravedad en Venus sea muy parecida a la de la Tierra: 8,87 m/s2 o 0,904 g.
La gravedad en la Luna:
Este es uno de los cuerpos astronómicos en los que el ser humano ha podido comprobar en persona los efectos de la disminución de la gravedad. Según cálculos basados en su radio medio (1737 km), su masa (7,3477 x 1022 kg) y su densidad (3,3464 g/cm3), así como en las misiones realizadas por los astronautas del Apolo, la gravedad en la superficie de la Luna se ha medido en 1,62 m/s2 , es decir, 0,1654 g.
La gravedad en Marte:
Marte también es similar a la Tierra en muchos aspectos clave. Sin embargo, cuando se trata de tamaño, masa y densidad, Marte es comparativamente pequeño. De hecho, su radio medio de 3,389 km equivale aproximadamente a 0,53 Tierras, mientras que su masa (6,4171×1023 kg) es de sólo 0,107 Tierras. Su densidad, por su parte, es de aproximadamente 0,71 de la de la Tierra, con unos relativamente modestos 3,93 g/cm3. Por ello, Marte tiene 0,38 veces la gravedad de la Tierra, lo que equivale a 3,711 m/s2.
Gravedad en Júpiter:
Júpiter es el planeta más grande y masivo del sistema solar. Su radio medio, de 69.911 ± 6 km, lo convierte en 10,97 veces el tamaño de la Tierra, mientras que su masa (1,8986×1027 kg) es el equivalente a 317,8 Tierras. Pero al ser un gigante gaseoso, Júpiter es naturalmente menos denso que la Tierra y otros planetas terrestres, con una densidad media de 1,326 g/cm3.
Además, al ser un gigante gaseoso, Júpiter no tiene una verdadera superficie. Si uno se pusiera de pie sobre él, simplemente se hundiría hasta llegar a su (teórico) núcleo sólido. Como resultado, la gravedad superficial de Júpiter (que se define como la fuerza de gravedad en la cima de sus nubes), es de 24,79 m/s, o 2,528 g.
Gravedad en Saturno:
Al igual que Júpiter, Saturno es un enorme gigante gaseoso mucho más grande y masivo que la Tierra, pero mucho menos denso. En resumen, su radio medio es de 58232±6 km (9,13 Tierras), su masa es de 5,6846×1026 kg (95,15 veces más masiva) y tiene una densidad de 0,687 g/cm3. Como resultado, su gravedad en la superficie (de nuevo, medida desde la parte superior de sus nubes) es sólo ligeramente superior a la de la Tierra, que es de 10,44 m/s2 (o 1,065 g).
Gravedad en Urano:
Con un radio medio de 25.360 km y una masa de 8,68 × 1025 kg, Urano es aproximadamente 4 veces el tamaño de la Tierra y 14,536 veces más masivo. Sin embargo, al ser un gigante gaseoso, su densidad (1,27 g/cm3) es significativamente menor que la de la Tierra. De ahí que su gravedad superficial (medida desde la cima de sus nubes) sea ligeramente más débil que la de la Tierra: 8,69 m/s2, o 0,886 g.
La gravedad en Neptuno:
Con un radio medio de 24.622 ± 19 km y una masa de 1,0243×1026 kg, Neptuno es el cuarto planeta más grande del sistema solar. En total, tiene 3,86 veces el tamaño de la Tierra y 17 veces su masa. Pero, al ser un gigante gaseoso, tiene una baja densidad de 1,638 g/cm3. Todo esto se traduce en una gravedad superficial de 11,15 m/s2 (o 1,14 g), que también se mide en las cimas de las nubes de Neptuno.
En total, la gravedad es muy variada aquí en el sistema solar, y va desde 0,38 g en Mercurio y Marte hasta unos potentes 2,528 g en las nubes de Júpiter. Y en la Luna, donde los astronautas se han aventurado, es de 0,1654 g, lo que ha permitido realizar algunos divertidos experimentos en condiciones de casi ingravidez.
Entender el efecto de la gravedad cero en el cuerpo humano ha sido esencial para los viajes espaciales, especialmente en lo que respecta a las misiones de larga duración en órbita y a la Estación Espacial Internacional. En las próximas décadas, saber cómo simularla será muy útil cuando empecemos a enviar astronautas a misiones en el espacio profundo.
Y, por supuesto, saber cómo es de fuerte en otros planetas será esencial para las misiones tripuladas (y quizás incluso para el asentamiento) allí. Dado que la humanidad evolucionó en un entorno de 1 g, saber cómo nos irá en planetas que tienen sólo una fracción de la gravedad podría significar la diferencia entre la vida y la muerte.