L'electromagnetisme i la humil gravetat

Quan un cos, per exemple una pilota, cau des de la part superior d’un edifici, posem de 10 metres, a la vorera de la carreta, ningú s’espera que el cos en qüestió travessi el terra i vagi a parar al nucli, que aporta una gran quantitat de massa al planeta Terra, i on trobaríem l’origen de l’atracció gravitatòria que aquesta exerceix sobre tots els cossos pròxims a la superfície. Què ha impedit que la pilota no es precipiti cap al centre de la Terra? Bé, de fet, ha estat així, la pilota s’ha precipitat cap a un nucli compost principalment per ferro i níquel (materials molt densos), però un simple tros de voravia ho ha evitat.

Si analitzem les forces que intervenen en l’escenari esmentat, ens trobem amb dues: una que atrau la pilota i que fa que aquesta es precipiti contra el terra, i una altra que evita que aquesta vagi a parar a l’origen terrestre de la primera força. Evidentment que una d’elles, la que fa que la pilota caigui, és la gravetat, donat que Newton va establir que aquesta era la causant de què les pomes caiguin al terra. La segona força que intervé potser costa més de desvetllar (sempre i quan no hagis llegit el títol de l’entrada). A diferència de la gravetat, és una força característica del microcosmos, per la qual cosa el seu nom pot resultar “sofisticat”. L’electromagnetisme impedeix que les pilotes arribin al centre de la Terra, de manera que benvingut sigui.

Càrregues que es repel·leixen

Ens resultarà més fàcil explicar aquest apartat si tornem al cas de la pilota. Per què la pilota no arriba fins al centre de la terra, ens preguntem. Doncs bé, la resposta és senzilla.

En la capa externa de l’àtom hi trobem els electrons, partícules amb càrrega negativa. No creiem que ningú s’oposi a la idea de què tant la pilota com la vorera contenen àtoms, si més no, ja des de primària s’ensenya que “tot està fet d’àtoms”. Què passa quan els àtoms de la pilota intenten travessar els àtoms de la voraria? Que es produeix una repulsió. Les escorces dels àtoms d’ambdós cossos tenen càrrega negativa, i, en electricitat, així també com en magnetisme, càrregues iguals es repel·leixen, de manera que la carretera crea una espècie d’escut que evita que la pilota entri en contacte amb la font gravitatòria.

La força gravitatòria de la Terra es veu superada per les interaccions electromagnètiques que provenen d’una voravia. Si un tros de carrer és capaç de superar tot un planeta Terra, significa això que la gravetat és menys potent que la força electromagnètica? Sí. De fet, l’electromagnetisme és milions de vegades major que la gravetat. Una poma cau d’un arbre perquè la Terra l’atrau, però per a evitar que aquesta es faci malbé, simplement posant la mà, ja aconseguim que aquesta no entri en contacte amb el terra, de manera que una mà ha superat un planeta, però tan sols perquè l’electromagnetisme és superior a la gravetat.

El llibre La partícula divina de Leonard Lederman i Dick Teresi ens brinda un exemple que ens serà molt útil per a comparar l’atracció de dues cossos quan hi intervé la gravetat i quan hi intervé l’electromagnetisme.

Tenim dues partícules. Quan hi intervé la força de la gravetat separem les dues partícules a una distància de dècimes de mil·límetre. Quant hauríem de separar les partícules per a què la força electromagnètica s’iguali a la gravitatòria? Resposta: 50 anys llum.