Stworzyli robota, który łamie prawa fizyki. Zasada zachowania pędu trafi do kosza?
"Zasady istnieją po to, aby je łamać" - tak w skrócie można opisać najnowszy eksperyment amerykańskich fizyków, którzy za pomoca robota dowodzą, że ruch możliwy jest bez oddziaływania z innym ciałem, co podważa zasadę zachowania pędu. Choć eksperyment nie ma jeszcze praktycznego zastosowania, uczeni spekulują o możliwościach nawigacji wokół czarnej dziury
Robot skonstruowany w Instytucie Technicznym Georgii dokonał czegoś, co może podważyć słuszność tez zawartych w podręcznikach do fizyki - okazuje się, że w odpowiednich warunkach ruch możliwy jest bez oddziaływania z innym ciałem.
W ramach eksperymentu uczeni z Georgii stworzyli robota kompletnie odizolowanego od otoczenia i ograniczonego do powierzchni sferycznej, co sprawiało, że maszyna zawsze napotykała na zakrzywioną powierzchnię. Ich eksperyment dowiódł, że obiekty mogą się poruszać bez oddziaływania, o ile ruch odbywa się w zakrzywionej przestrzeni. A to z kolei podważa jedną z fundamentalnych zasad fizyki - zasadę zachowania pędu.
Pozwoliliśmy naszemu obiektowi zmieniającemu kształt poruszać się po najprostszej zakrzywionej przestrzeni, kuli, aby systematycznie badać ruch. Dowiedzieliśmy się, że przewidywany efekt, który był tak sprzeczny z intuicją, że został odrzucony przez niektórych fizyków, rzeczywiście wystąpił: gdy robot zmieniał swój kształt, przesuwał się do przodu wokół kuli w sposób, którego nie można było przypisać oddziaływaniom otoczenia.
- mówi Zeb Rocklin, adiunkt w Szkole Fizyki w Instytucie Technicznym Georgii i główny autor badania
Robot, który łamie prawa fizyki
Na ogół myślimy o przestrzeni w kategoriach tak zwanych współrzędnych kartezjańskich - osi x, y i z - trójwymiarowej przestrzeni współrzędnych, których wszyscy używaliśmy w szkole średniej. Osie te przecinają się pod kątem prostym i ciągną się w nieskończoność w liniach prostych. Lecz przestrzeń może być wizualizowana również jako krzywa, a nie jedynie jako prostoliniowy układ współrzędnych.
Aby efekty wywołane przez krzywiznę przestrzeni robota dominowały, fizycy musieli maksymalnie odizolować układ od sił zewnętrznych. Tylko wtedy zespół mógł zapewnić minimalną interakcję z otoczeniem.
Uczeni zakrzywioną przestrzeń wytworzyli poprzez umieszczenie zestawu silników napędowych na zakrzywionych szynach. Szyny zostały następnie przymocowane do obracającego się wału. Natomiast tarcie zostało ograniczone dzięki zastosowaniu łożysk i tulei powietrznych - alternatywnych rozwiązań dla łożysk kulkowych.
Łamanie praw fizyki użyteczne w kosmosie i nie tylko?
Póki co eksperyment przeprowadzony przez naukowców z Instytutu Technicznego Georgii ma niewielkie znaczenie praktyczne. Jednak zdaniem uczonych, wraz z rozwojem robotyki zakrzywiona przestrzeń może zdobyć takie zastosowanie - podobnie jak niewielkie przesunięcie częstotliwości wywołane przez grawitację (tzw. efekt Dopplera), stało się kluczowe dla umożliwienia systemom GPS dokładnego przekazywania pozycji satelitom. Według naukowców opracowanie sposobu, dzięki któremu w praktyce można wykorzystać zakrzywioną przestrzeń w lokomocji, pozwoli statkom kosmicznym na nawigację w silnie np. wokół czarnej dziury. Oczywiście, jeżeli do którejś kiedyś takie statki dolecą.
