JUAN MANUEL RIVERA JUÁREZ Y ELVA CABRERA MURUATO*
JUAN MANUEL RIVERA JUÁREZ Y ELVA CABRERA MURUATO*

Kepler, Galileo, Descartes y Newton, trabajando por separado, crearon el concepto de “inercia”. Al derrocar la antigua idea de las órbitas circulares, Kepler tuvo que encontrar alguna manera de explicar por qué los planetas recorren órbitas elípticas, ya que Platón, creyendo que el movimiento circular es perfecto, había declarado dogmáticamente que los cuerpos celestes sólo podían moverse en recorridos circulares. Sin usar la palabra “inercia”, Kepler, en 1604, dijo que el peso de los cuerpos parecía ser el responsable de la resistencia de éstos a seguir cursos circulares. Cuando publicó el descubrimiento elíptico de 1609, fue más allá y afirmó que la masa de un cuerpo determinaría su respuesta dinámica a la atracción gravitacional de otro cuerpo ¿Son independientes la masa inercial y la masa gravitatoria? ¡De ningún modo! En el caso gravitatorio todos los cuerpos caen con la misma aceleración. Un experimento muy conocido que demuestra la igualdad de las masas gravitacional e inercial fue el efectuado por Galileo, dejando caer dos cuerpos desde la misma altura. Si se desdeña la influencia perturbadora del rozamiento con el aire, todos los cuerpos tardan el mismo tiempo en caer, y eso quiere decir que la fuerza con la que la Tierra los atrae es compensada exactamente por la misma resistencia (inercia) por parte del cuerpo que cae. Los experimentos de Galileo sobre la caída libre pueden ser vistos ahora bajo una nueva luz, pues prueban que la masa inercial y la gravitatoria son proporcionales. Comparemos la caída de una esfera de madera y la de una esfera de plomo. La de plomo tiene masa inercial 10 veces mayor, pero está sometida a una fuerza (peso) 10 veces mayor, y por eso ambas caen con igual aceleración. Si la esfera de plomo es atraída con una fuerza 10 veces mayor, se debe precisamente a que su masa gravitatoria es 10 veces mayor que la de la esfera de madera. En suma, la relación que guardan las masas inerciales de dos cuerpos es la misma que guardan sus masas gravitatorias: dichas cantidades son proporcionales. De hecho, con una elección adecuada de las unidades de medición, ambas masas pueden ser identificadas y consideradas iguales para el mismo cuerpo. Siendo la gravedad un fenómeno por el cual dos cuerpos cualesquiera se atraen, y la inercia la resistencia de un cuerpo a alterar su estado de movimiento, no debería esperarse ninguna relación entre ellas y; sin embargo, resultan ser iguales. ¿Cómo resolvió Newton esto? No lo hizo, para encontrar una explicación a tal coincidencia hubo que esperarse hasta 1916. La proporcionalidad entre ambas masas fue interpretada por la física clásica como una singular coincidencia. No derivaba de ningún supuesto de la mecánica newtoniana. Fue Albert Einstein quien sospechó por primera vez que esa coincidencia ocultaba, en realidad, una clave esencial para su proyecto de generalización del principio de la relatividad de todo sistema. Los experimentos más precisos llevados a cabo para comparar las masas gravitacional e inercial fueron realizados por Newton utilizando péndulos simples, en lugar de cuerpos que caen libremente. De este modo estableció la equivalencia entre ambas masas con una precisión de 1 parte en 1000. Los experimentos que comparan la masa inercial y la masa gravitacional se han mejorado continuamente a lo largo de los años. Actualmente la equivalencia entre mG y m se encuentra establecida aproximadamente en 1 parte en 1012. Por tal razón, de todas las leyes físicas, la equivalencia entre la masa gravitacional e inercial es una de las mejor establecidas y es la base del llamado principio de equivalencia, que es fundamento de la teoría de la relatividad general. Uno de los resultados más importantes de la relatividad (en opinión de muchos, el más importante de la relatividad general) es dar una explicación coherente a la equivalencia entre las masas inercial y gravitatoria de los cuerpos. Tal equivalencia había sido ya puesta de manifiesto por Newton, pero éste no consiguió darle ninguna explicación satisfactoria.

 

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