La gravedad (I). El peso y la sensación de arriba-abajo

19 de diciembre de 2017

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Bruno Henríquez

 

Verdad es lo que la mayoría ve como verdad, pero la mayoría
también puede cambiar de opinión a lo largo de la historia.
Salman Rushdie

 

 

Hay una sensación o conjunto de sensaciones con un mismo origen que siempre tenemos presente, la direccional de arriba abajo, la verticalidad, la percepción del peso de las cosas y la percepción de nuestro propio peso aunque nos olvidemos muchas veces de él. El origen de esta sensación está en la atracción gravitacional que la Tierra ejerce sobre nuestro cuerpo y su interacción con ese sentido que habitualmente no se menciona el sentido del equilibrio, la percepción de la verticalidad.

 

 

La idea de que la Tierra era redonda chocaba con el sentido común de la gente en la edad Media, que veían desaparecer la seguridad del apoyo de los pies, creían que abajo era una dirección absoluta en el espacio porque no asociaban la dirección hacia abajo con una fuerza que fuera perpendicular a la superficie de la Tierra, y que de esta ser redonda apuntaría siempre hacia el interior del planeta.

Esto lo puso en evidencia Newton cuando descubrió que los planetas y todos los astros se atraían mutuamente con una fuerza que apuntaba hacia su centro. En el caso de las personas esta fuerza se interpretaba como su peso y era mayor cuando la persona tenía mayor masa.

 

 

Para quienes caminan sobre la superficie del planeta esa fuerza apunta hacia abajo y todo lo que se suelte o se lance va a ser atraído hacia la misma dirección a la que se le llama abajo y resulta el hecho evidente de que todo lo que pesa cae, hacia abajo.

Otra cosa que habían observado Galileo y otros científicos de su época es que la distancia que recorría un cuerpo en su caída aumentaba con el cuadrado del tiempo.

La genialidad de Newton residía entre otras cosas en descubrir que el fenómeno de la caída de los cuerpos era el mismo que el movimiento de los cometas y planetas alrededor del sol y los satélites alrededor de los planetas.

Si bien es cierto que la fuerza de gravedad apunta hacia abajo ¿cómo es que los seres vivos podemos percibir esa sensación que nos indica hacia donde se encuentra lo que llamamos abajo?.

Para esto es necesario tener un órgano, un sentido, que nos indique la verticalidad que muestre que nos inclinamos o que permanecemos erguidos. Y esto parece ser una característica de los seres vivos

Por ejemplo, los órganos del equilibrio de los invertebrados tienen una estructura en forma de saco, cuya piel interior está cubierta de pelos o cilios, están llenos de líquido y en su interior tienen suelta unas cuentas o piedrecitas llamadas estatolitos. Estos son masas calcáreas que al desplazarse por el movimiento propio del animal y por efecto de la gravedad, presionan sobre los cilios, que por sus conexiones nerviosas, manda la información al centro que elabora la percepción de posición.

En los vertebrados esta función la realizan los otolitos, pequeñas esferas calcáreas ubicadas en el oído interno donde un sistema similar posee bolsas llenas de cilios o pequeños pelos con terminales nerviosas que indican donde se posan los otolitos y envían la señal de verticalidad.

Cuando el animal o la persona se inclinan los otolitos se desplazan indicando la dirección en que se encuentra la dirección hacia abajo respecto al oído interno si además dan vueltas o sufren una sacudida los otolitos se desplazan e indican una dirección vertical falsa lo que produce una contradicción en las sensaciones que se traduce en mareo y falta de orientación.

Es decir una gran parte de los seres vivos posee mecanismos que le indican la verticalidad y la dirección abajo-arriba lo que ayuda a su crecimiento, desarrollo y comportamiento en su entorno, también aparece la información de posición y en algunos casos la sensación de peso.

Cuando le pregunten si hay más de cinco sentidos, no lo dude, responda afirmativamente y uno de ellos es el sentido del equilibrio, el sentido de la verticalidad y se relaciona con la gravedad.

 

 

En las células vegetales existe un equivalente de este sistema de orientación vertical que emplea gránulos de almidón, los que son muy densos y por su masa presionan sobre las paredes celulares que se comportan como el mecanismo sensor.

Las plantas crecen en la dirección arriba-abajo: las hojas en sentido contrario a la fuerza de gravedad y la raíz en el mismo sentido. Esta característica recibe el nombre de geotropismo

 

 

Aunque el peso se define como la fuerza con que la Tierra nos atrae, lo que experimentamos como peso es en realidad la reacción normal del piso, o cualquier superficie con la que estemos en contacto, que nos sirva de apoyo al experimentar la fuerza de la gravedad. Un cuerpo en caída libre no experimenta el peso, aunque si la fuerza que lo acelera.

Si un avión realiza una trayectoria parabólica simulando una caída libre, no se experimenta la sensación de peso y aunque la fuerza de gravedad empuja nuestro cuerpo hacia abajo, el avión cae junto con nosotros y no pesamos respecto a él. Este es el principio que se utiliza en los aviones de experimentación gravitatoria, usado para que los astronautas se acostumbren a la ausencia de peso.

La diferencia entre los experimentos en los aviones donde se simula la caída libre y la falta de peso con los experimentos que se realizan en la órbita está en que en la órbita el efecto de falta de peso permanece durante mucho tiempo, lo que permite alargar la experiencia y estudiar cómo afecta a los seres vivos una permanencia prolongada en la ingravidez y si produce la aparición de efectos de más duración, quizás irreversibles, sobre los seres vivos.

 

 

En el experimento relativista de Einstein para demostrar que las aceleraciones y los campos de fuerza gravitacional son equivalentes, el menciona un elevador en caída libre en el que las personas experimentan la ingravidez o falta de peso respecto al elevador.

Este conocimiento permite pensar en cómo obtener las condiciones de ingravidez, o estando en el espacio idear dispositivos para simular o recrear el efecto de la gravedad.