La gravedad, también llamada gravitación, es una fuerza que existe entre todos los objetos materiales del universo. Para dos objetos o partículas cualesquiera que tengan una masa distinta de cero, la fuerza de gravedad tiende a atraerlos entre sí. La gravedad opera sobre objetos de todos los tamaños, desde partículas subatómicas hasta cúmulos de galaxias. También opera en todas las distancias, sin importar cuán pequeñas o grandes sean.
La gravitación es uno de los fenómenos más estudiados de la física. Isaac Newton definió su comportamiento con su famosa Ley de Gravitación Universal. Newton planteó la hipótesis de que la fuerza de gravedad entre dos objetos esféricos de densidad uniforme es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre sus centros. De acuerdo con esta ley, si m1 y m2 son las masas de dos objetos, y si sus centros están separados por una distancia d, entonces la fuerza gravitacional (f) entre ellos viene dada por la siguiente fórmula:
f = km1m2 / d2
donde k es una constante que depende de las unidades especificadas para m1, m2, dy f.
Las teorías de Newton sobre la gravitación se modificaron en el siglo XX cuando Albert Einstein desarrolló la teoría general de la relatividad. Einstein vio que la naturaleza de la fuerza de gravedad es la misma que la naturaleza de la fuerza ejercida sobre cualquier objeto que sufre una aceleración. Esto se conoce como el principio de equivalencia. También demostró matemáticamente que los campos gravitacionales causan distorsión en el espacio y el tiempo. Estas hipótesis han sido validadas mediante experimentación.
Cada objeto del universo está rodeado por un campo gravitacional. La fuerza del campo es directamente proporcional a la masa del objeto e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia desde su centro (para cualquier punto fuera del objeto). Por lo tanto, el campo gravitacional del sol es en general más fuerte que el de la tierra, y el campo gravitacional de la tierra es más fuerte en las proximidades de una persona que se encuentra en la superficie que en la altitud de un satélite en órbita. Sin embargo, el campo gravitacional que rodea a cualquier objeto se extiende indefinidamente en todas las direcciones. Cada partícula en todo el universo es atraída gravitacionalmente por cualquier otra partícula. Esta es una consideración importante en el desarrollo de teorías sobre cómo se formó el universo, cómo está evolucionando y qué destino le espera en última instancia.
Durante mucho tiempo se pensó que existían antes de que fueran detectadas, las ondas de gravedad se plantearon por primera vez en la teoría de la relatividad general de Einstein, que predijo que una masa acelerada irradiaría ondas gravitacionales a medida que perdiera energía. El 11 de febrero de 2016, David Reitze, director ejecutivo de LIGO (Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser) informó que los investigadores habían detectado ondas gravitacionales. Reitze dijo que las ondas fueron creadas por la fusión de dos agujeros negros, uno de los cuales tenía la masa de 29 soles y el otro de 36. Se espera que el descubrimiento produzca una gran cantidad de información sobre el universo y la materia y energía dentro de él y para conducir también a un gran número de aplicaciones prácticas.