67 / 100

A l’espai no hi ha gravetat

Això no és cert? Però si tots hem vist els astronautes flotant a l’espai en una situació de claríssima ingravidesa. Si dins les naus espacials o dins l’estació orbital els objectes que deixen anar resten flotant sense caure. Si a les astronautes els cabells no els pengen, sinó que els van en totes direccions. Si és claríssim que allà no hi ha gravetat!

Doncs tot plegat és un error. Sí que hi ha gravetat, encara que sembli que no. En realitat, i parlant estrictament, resulta físicament impossible estar en una situació sense gravetat.

Ara toca fer memòria i recordar el que va dir Newton en la seva famosa llei de la gravitació universal. Segons la llegenda, Newton va veure caure una poma i es va preguntar com era que queia. La resposta va ser que la Terra l’atreia amb una força anomenada gravetat. Aquesta llegenda és, amb tota seguretat, falsa, però explica molt bé el que va comprendre Newton. Es va adonar que existia aquesta força i, sobretot, va indicar com es mesurava.

Per calcular l’atracció gravitatòria que experimenten dos objectes ens cal multiplicar les seves masses, i aquest valor l’hem de dividir pel quadrat de la distància que els separa. A la pràctica, això vol dir que els cossos grans, amb molta massa, exerciran una força de gravetat molt gran. A la Lluna els astronautes pesaven molt poc perquè, com que la Lluna és molt més petita que la Terra, la força de gravetat que genera és també molt més petita.

Però la llei de Newton també ens diu que, com més lluny estiguin els dos cossos, la gravetat serà menor. La gràcia és que mai serà zero, perquè si fos zero haurien d’estar a distàncies infinites, cosa que és impossible. En realitat, mentre hi hagi algun objecte a l’Univers, hi haurà gravetat. La gravetat existiria fins i tot entre dues partícules de pols situades als dos extrems de l’Univers.

Aleshores, què passa amb els astronautes?

Doncs que estan en equilibri. Quan mirem les imatges de l’espai, sembla que estiguin pràcticament quiets: un astronauta fora de la nau resta immòbil, flotant a pocs metres sense fer cap esforç. Però la realitat és que tant la nau com l’astronauta es mouen de pressa, molt de pressa. Per exemple, l’Estació Espacial Internacional viatja a gairebé vint-i-vuit mil quilòmetres per hora i completa una òrbita al voltant de la Terra cada noranta minuts.

Aquesta velocitat genera una força centrífuga que faria que sortissin disparats cap a l’espai exterior si no fos per la gravetat terrestre. De manera que els astronautes estan en una situació d’equilibri entre la gravetat que empeny avall i la força centrífuga que empeny cap a fora. Estrictament, es diu que els astronautes estan en situació de caiguda lliure.

Per això, part de l’entrenament per anar a l’espai es pot fer en avions que segueixen trajectòries parabòliques. Després de guanyar molta altitud, comencen a dirigir-se cap a terra, de manera que, durant uns moments, els viatgers de l’interior senten que queden flotant dins la nau. Pensem que estan simulant la situació dels astronautes, però, de fet, estan experimentant exactament el mateix. La diferència és que en els avions això dura molt poc temps abans que calgui redreçar la trajectòria, abandonar la caiguda lliure i recuperar les condicions normals, mentre que a l’Estació Espacial aquesta situació és constant.

Això també es veu quan han de tornar a la Terra. No es tracta de posar els motors de la nau en marxa en direcció a la superfície del planeta. N’hi ha prou de frenar una mica la velocitat. Tan bon punt deixen d’estar en equilibri, la gravetat s’imposa i comencen a caure seguint una espiral més o menys pronunciada segons la velocitat a què vagin.