As ideias sobre a gravitação evoluíram bastante ao longo dos séculos. Na antiguidade os gregos acreditavam que a aceleração sofrida pelos objetos abandonados pouco acima da superfície seria proporcional à sua massa. Galileu Galilei, através da experimentação, comprovou que objetos de diferentes massas sofrem a mesma aceleração. Esta conclusão ficou clara em sua famosa experiência na torre de Pisa, em que foram lançadas esferas de diferentes tamanhos e elas chegaram ao mesmo tempo no solo. Séculos mais tarde, em 1971, a experiência foi repetida pelos tripulantes da Apollo 15, lançando um martelo e uma pena na superfície da lua, onde o efeito da atmosfera é insignificante. Os objetos atingiram o solo lunar simultaneamente:
Quem desenvolveu uma teoria da gravitação completa foi Isaac Newton. Essa teoria explicava tanto a queda dos objetos no solo quanto o movimento dos planetas, sendo útil até hoje para certas aproximações.
Segundo Newton, a Gravitação atuaria instantaneamente à distância, ou seja, por algum motivo desconhecido e sem qualquer meio condutor a gravidade age sobre os objetos no exato momento em que são colocados na presença de outro corpo massivo. Por exemplo: se de repente a Lua desaparecesse, as marés imediatamente baixariam nos locais onde elas estavam altas anteriormente.
Na Teoria da Relatividade Geral, Einstein concluiu que espaço e tempo estão intimamente relacionados e, portanto, a força gravitacional deveria ser pensada em 4 dimensões: as três dimensões do espaço (altura, largura e profundidade) e o tempo. Nesta Teoria, a gravitação é provocada por uma distorção do espaço tempo, algo análogo a um objeto pesado que distorce a superfície de uma cama elástica.
Com a descoberta de diversas partículas, desenvolveu-se um uma teoria que pudesse relacionar as forças conhecidas e as diversas partículas que haviam sido encontradas. Esta teoria é conhecida como Modelo Padrão. Ela descreve as partículas fundamentais que constituem a matéria e as forças elementares do Universo.
As partículas são divididas em férmions e bósons. Podemos dizer que os férmions constituem a matéria. Eles possuem spin semi-inteiro (podendo assumir valores 1/2, 3/2, 5/2 e assim por diante). Já os bósons são responsáveis por transmitir a interação de uma força. Um exemplo conhecido é o fóton. Ele é o responsável por transmitir a interação eletromagnética. Os bósons possuem spin com valores inteiros (0,1,2,3...).
De maneira semelhante, muitos físicos acreditam que haja uma partícula que transmita a força gravitacional. Ela é conhecida como gráviton e não faz parte do modelo padrão.
Existem grandes dificuldades para comprovar a existência dos grávitons. Uma delas é que fenômenos gravitacionais de grande escala são difíceis de reproduzir em laboratório por exigirem altos níveis de energia. A outra dificuldade é que a gravidade é a força fundamental que possui menor intensidade. Seus efeitos são percebidos apenas em grandes aglomerações de massa (como os planetas e estrelas).
Um fenômeno astronômico que pode ajudar a compreender a força gravitacional são as ondas gravitacionais. Há uma corrida entre físicos e astrônomos de diversas partes do mundo buscando a detecção experimental direta dessas ondas. Algumas das equipes que participam deste esforço são brasileiras. O conhecimento a respeito delas pode contribuir para unificação de todas as teorias a respeito das forças fundamentais em uma única Teoria que aborde todas as forças do Universo!
Fontes
http://www2.uol.com.br/sciam/noticias/ondas_gravitacionais_primordiais_permitem_testar_as_teorias_cosmologicas.html
http://www.fnal.gov/pub/today/archive/archive_2012/today12-10-19_NutshellReadMore.html
http://www.searadaciencia.ufc.br/queremosaber/fisica/oldfisica/respostas/qr0115.htm
http://super.abril.com.br/blogs/superlistas/tag/graviton/