Entenda o que é a força gravitacional e como ela funciona

Reza a lenda que em algum momento do século 17 um jovem cientista teria visto uma maçã cair de uma árvore. Esse simples fato, tão comum e incansavelmente observado ao longo de milhares de anos, naquele momento causou uma das maiores revoluções da história da ciência.

Embora seja difícil afirmar em qual contexto o físico inglês Isaac Newton fez sua observação (biógrafos oscilam entre ele estar sentado e ser atingido por uma maçã até ter visto várias frutas caindo da árvore ao mesmo tempo), o que se sabe é que ela motivou uma série de reflexões.

Por que a maçã caiu? Por que tudo cai no chão? Será que existe alguma força invisível que puxa as coisas para a terra? Newton começou a presumir as possíveis respostas para essas perguntas, mas sem imaginar que elas permitiriam que a humanidade pudesse prever eclipses, compreender o movimento dos astros no espaço, como as marés funcionam e outros eventos astronômicos. Graças à compreensão da força gravitacional foi possível dar início à exploração espacial, cujo resultado tem forte influência até hoje.

Mas o que é essa força, exatamente?

Tudo teria começado com uma simples maçã.

Imagine a seguinte situação: você prende uma bola na ponta de um barbante e, pela outra ponta, começa a girar. O movimento faz que a bola tente ir para longe de você, mas o barbante a mantém sempre à mesma distância. Nesse experimento, o barbante seria o equivalente à força que conhecemos como gravidade; é ela que impede que a Lua se afaste demais da Terra, por exemplo.

No século 3 a.C., Aristóteles defendia a ideia de que a Terra não poderia girar em torno do próprio eixo, senão nós seríamos arremessados para fora dela. O que Newton percebeu foi que Aristóteles estava certo, porém, existe uma força que nos mantêm “presos” em nosso planeta. Essa força se aplica a todos os objetos, de qualquer tamanho, em todo o universo. Foi por isso que a partir dela Newton definiu a Lei da Gravitação Universal.

Essa teoria estabelece uma relação entre diferentes grandezas. Chama-se "da gravitação" porque essas grandezas fazem referência à força gravitacional. E é universal porque vale para todo o universo. Isso significa que, neste exato momento, tudo o que está ao seu redor está sendo atraído para você, assim como nós somos atraídos para o centro da Terra.

Outro detalhe importante é que essa força diminui conforme os corpos se afastam, porém ela só é relevante para calcular objetos com massa muito grande, como planetas ou estrelas. É com ela que podemos fazer cálculos para entender a órbita da Lua ao redor da Terra, por exemplo, o que nos permite compreender melhor os movimentos das marés e prever fenômenos como os eclipses.

E qual é a importância dessa teoria? 

Astronauta flutuando no espaço.

Foi graças ao entendimento dessa força que a humanidade pôde dar início à exploração espacial. A Estação Espacial Internacional está na órbita da Terra a uma velocidade que é rápida o suficiente para que ela não seja puxada para o planeta, mas lenta o suficiente para não escapar da força gravitacional.

Outro detalhe importante é que conhecendo melhor essa força é possível calcular a gravidade de diferentes planetas e compreender como ela irá afetar futuras explorações. No caso de Júpiter, utilizando os estudos de Newton foi possível descobrir que o gigante do Sistema Solar tem gravidade cerca de 2,5 vezes maior que a da Terra, uma condição na qual dificilmente o ser humano sobreviveria por muito tempo. Por outro lado, esses mesmos cálculos revelaram que a Lua tem cerca de um sexto da gravidade da Terra, valor que pode ser reproduzido com a ajuda de alguns tipos de nave.

E sua importância vai além. Conforme viagens espaciais se tornam menos complexas, com várias empresas privadas promovendo breves voos para fora da atmosfera, é necessário compreender quais condições gravitacionais nos aguardam em outros planetas. Isso pode permitir que sejam desenvolvidos trajes que amenizem os impactos da gravidade, que podem variar de atrofia muscular, no caso de Marte, até menor oxigenação do cérebro, no caso de Júpiter.

E tudo isso só foi possível graças às teorias de Isaac Newton e cientistas que o influenciaram, como Johannes Kepler, ou que foram influenciados por ele, como Henry Cavendish.