En física el campo gravitatorio o campo gravitacional es un campo de fuerzas que representa la fuerza gravitatoria. El tratamiento que recibe este campo es diferente según las necesidades del problema:

• En física clásica (no-relativista), el campo gravitatorio viene dado por un campo vectorial.
• En física relativista, el campo gravitatorio viene dado por un campo tensorial de segundo orden.

Campo gravitatorio en física newtoniana (no-relativista)

En física newtoniana, el campo gravitatorio es un campo vectorial conservativo cuyas líneas de campo son abiertas.

El campo gravitatorio puede definirse como la fuerza por unidad de masa que experimentará una partícula puntual situada ante la presencia de una distribución de masa. Sus unidades son, por lo tanto, las de una aceleración, m s^-2. Matemáticamente podemos definir el campo como

$\backslash vec\{F\}\; =\; m\; \backslash vec\{g\}$

donde $\backslash vec\{F\}$ es la fuerza de gravedad experimentada por la partícula de masa $m$ en presencia de un campo $\backslash vec\{g\}$.

El campo $\backslash vec\{g\}$ para una distribución de masa esférica y central fuera de la esfera es un vector de módulo g, dirección radial y que apunta hacia la partícula que crea el campo.

$g\; =\; \backslash frac\{GM\}\{r^2\}$,

donde r es el radio del cuerpo central. En el interior de la esfera central el campo crece linealmente desde el centro hasta el radio exterior de la esfera. A partir de este punto decrece inversamente con el cuadrado de la distancia.

El interés de realizar una descripción de la interacción gravitatoria por medio de un campo radica en la posibilidad de poder expresar la interacción gravitacional como el producto de dos términos, uno que depende del valor local del campo $\backslash vec\{g\}$ y otro, una propiedad escalar que representa la respuesta del objeto que sufre la acción del campo.

La naturaleza conservativa del campo permite definir una energía potencial gravitatoria tal que la suma de la energía potencial y energía cinética del sistema es una cantidad constante.

Ejemplo: el movimiento de un planeta se puede describir como el movimiento orbital del planeta en presencia de un campo gravitatorio creado por el Sol. Los campos gravitatorios son aditivos. Es decir el campo gravitatorio creado por una distribución de masa es igual a la suma de los campos creados por sus diferentes elementos. El campo gravitatorio del sistema solar es el creado por el Sol, Júpiter y los demás planetas.

Campo gravitatorio en física relativista

La teoría relativista de Einstein del campo gravitatorio es propiamente una teoría de la estructura geométrica general del espacio-tiempo. Así un campo gravitatorio se interpreta ni más ni menos que como una geometría curva de dicho espacio-tiempo.

Véase también

• Gravedad.

Mecánica | Relatividad

Potencial gravitatori | Gravitational field