1) ¿Por qué un globo no puede flotar en el espacio?
Un globo se eleva porque está lleno de un gas menos denso que el aire que lo rodea. A grandes rasgos, la atmósfera es menos densa cuanto más alto se sube, por lo que la mayor altitud que puede alcanzar el globo es simplemente la altitud en la que la densidad es la misma que la del gas con el que se ha llenado el globo... más o menos.
Lo anterior es cierto si la mayor parte de la masa del globo está en el gas que lo llena (en lugar de la envoltura del globo, o cualquier cosa que se quiera llevar con el globo). Pero si lo que importa es la densidad del relleno del globo, entonces el globo ideal estaría lleno de nada (vacío). Este globo podría, ingenuamente hablando, llevarnos hasta una altitud en la que exista el vacío, o lo que es lo mismo, hasta exactamente el borde del espacio. El problema es que el vacío tiene que estar envuelto en la envoltura del globo. Para contener el vacío sin derrumbarse, la envoltura tiene que ser bastante resistente y, con los materiales conocidos, esto significa que tiene que ser bastante masiva. Esta masa adicional significa que la altitud máxima del globo es menor, siempre que la fuerza de flotación proporcionada por el globo se equilibre con la fuerza gravitatoria de la Tierra que tira hacia abajo de la envoltura. Así pues, un globo ideal con una envoltura rígida sin masa y lleno de vacío puede llevarnos al espacio, pero las consideraciones prácticas y los materiales reales hacen que el límite del vuelo en globo esté dentro de la atmósfera.
2) ¿Con respecto a qué se miden esos 26.000 mph?
La velocidad se mide a lo largo de un círculo trazado alrededor de la Tierra. Para que esto sea más fácil de visualizar, supongamos que la Tierra no gira, que es una esfera perfectamente lisa y que no tiene atmósfera. Supongamos que dejamos caer una pelota. Ésta cae, porque la gravedad tira de ella hacia el centro de la Tierra. Si, en cambio, lanzamos la pelota, ésta sigue cayendo hacia el centro de la Tierra, pero su velocidad lateral la aleja de nosotros antes de tocar el suelo. Cuanto más rápido lancemos la pelota, más lejos caerá. Si lanzamos la pelota lo suficientemente rápido, podríamos perder la Tierra por completo: la pelota caería alrededor de la Tierra. Siempre se aceleraría hacia el centro de la Tierra debido a la gravedad, y para la velocidad correcta esto da una órbita circular alrededor de la Tierra (más rápido lleva a la pelota a volar lejos de la Tierra, más lento y cae al suelo). La velocidad exacta requerida depende de la distancia al centro de la Tierra: la órbita terrestre baja, por ejemplo, necesita una velocidad en torno a las 15.000 mph. La forma de la órbita no tiene que ser necesariamente circular; también podría ser elíptica.
3) ¿Por qué un globo no necesita moverse tan rápido para elevarse?
Espero que a estas alturas esté claro que el globo y la pelota en órbita se "sostienen" por mecanismos totalmente diferentes. El globo utiliza la flotabilidad, mientras que la pelota se sostiene en cierto modo por su propio movimiento.
4) ¿Podemos llegar lo suficientemente alto, "detenernos" y ver cómo se va la Tierra y volver dentro de un año?
La respuesta corta es no. En primer lugar, ¿podemos llegar lo suficientemente alto como para poder detenernos (es decir, tener una velocidad 0 con respecto a la Tierra) y no volver a caer a la Tierra? Si la Tierra fuera la única cosa en el Universo, entonces esto sería imposible porque no importa lo lejos que vayas, no puedes escapar de la gravedad, su alcance es infinito. Podría llevar un tiempo, pero la gravedad acabaría por arrastrarte de vuelta. La única manera de eludir esta consecuencia inevitable es que haya algo más ahí fuera que tire de ti con más fuerza. Por ejemplo, en el Sistema Solar, hay un lugar entre el Sol y la Tierra donde la atracción gravitatoria de cada uno es igual de fuerte. Acércate un poco más al Sol desde aquí, y nunca volverás a caer en la Tierra, sino que caerás en el Sol. La misma idea se aplica en la otra dirección: dependiendo de a dónde vayas, podrías acabar dirigiéndote a otro planeta, a otra estrella o a otra galaxia por completo. Los detalles de lo que ocurre exactamente pueden ser realmente complicados porque el Sol, la Tierra, otros planetas y las estrellas se mueven unos respecto a otros e interactúan también a través de la gravedad. ¿Podríamos detenernos y ver cómo vuelve la Tierra dentro de un año? Creo que esta pregunta tiene más sentido si intentamos detenernos en relación con el Sol (detenernos en relación con la Tierra significaría ponernos en la misma órbita que la Tierra alrededor del Sol, por lo que sólo seguiríamos a nuestro planeta). Si hiciéramos esto, podríamos efectivamente ver a la Tierra dar vueltas alrededor del Sol durante un año. Pero no sería fácil, porque tendríamos que proporcionar un empuje constante lejos del Sol para evitar caer en él. La única otra respuesta a esta pregunta que se me ocurre sería abandonar la Tierra, viajando en sentido contrario a lo largo de su órbita a la misma velocidad, y reunirse con ella dentro de 6 meses al otro lado del Sol. Esto requeriría relativamente poco esfuerzo porque una vez que se entra en una órbita (estable), no es necesario hacer ningún esfuerzo adicional para mantenerse en ella.
Un comentario en una de las otras respuestas trajo a colación los puntos de equilibrio entre planetas/otros cuerpos. Es cierto que hay un punto entre, por ejemplo, el Sol y la Tierra en el que la atracción de cada uno anula la del otro. El problema es que si te alejas un poco de este punto, empiezas a sentir una atracción y a acelerar alejándote del equilibrio (es un "punto inestable"). Y alejarse un poco de este punto es inevitable; al situarse entre la Tierra y el Sol, por ejemplo, Júpiter sigue ejerciendo una fuerza significativa y empujará a un objeto fuera del punto de equilibrio con bastante rapidez. Sin embargo, poner un objeto en un punto de equilibrio y mantenerlo allí es mucho menos trabajo que ponerlo en cualquier otro lugar. Señalaré una última complicación sobre los puntos de equilibrio: como la Tierra orbita alrededor del Sol, el punto de equilibrio entre ambos también orbita alrededor del Sol, con exactamente el mismo período orbital. Nos guste o no, para mantener una posición estable en el espacio, hay que hacer mucho trabajo, o orbitar algo. Si te interesa, el hecho de que el sistema Sol-Tierra esté girando lleva a otros 4 puntos de equilibrio además del mencionado anteriormente (algunos de los cuales son muy poco intuitivos); son los llamados Puntos de Lagrange . Estos son grandes lugares para poner satélites. Las cosas se ponen bastante raras alrededor de algunos de estos puntos; resulta que en realidad se puede órbita (sí, una órbita alrededor de la nada) de forma casi estable. En fin, hay mucha información por ahí si quieres saber más.
