Robot mostra che è possibile nuotare nel vuoto di un universo curvo: ScienceAlert

Se gli astronauti fossero improvvisamente andati alla deriva nel vuoto interstellare, avrebbero dovuto spingere i loro corpi in salvo, scalciando e agitando le membra verso un rifugio nel vuoto.

Sfortunatamente per loro, la fisica non perdona, lasciandoli fluttuare senza speranza per sempre. Se solo l’universo fosse abbastanza curvo, la loro sconfitta potrebbe non essere inutile.

Secoli prima che partissimo per trascinare la Terra, Isaac Newton spiegò succintamente perché le cose si muovono. Che si tratti di espellere il gas, spingerlo su un terreno solido o sbattere la pinna contro il liquido, lo slancio dell’azione è mantenuto dalla somma degli elementi coinvolti, creando una reazione che spinge il corpo in avanti.

Eliminate l’aria intorno all’ala dell’uccello o l’acqua intorno alla coda del pesce, e lo sforzo di ogni lembo spingerà in una direzione come nell’altra, lasciando il povero animale a svolazzare debolmente senza che la rete si muova verso la sua destinazione.

All’inizio del XXI secolo, Considera i fisici scappatoia per questa regola. Se lo spazio tridimensionale in cui si verifica questo movimento è curvilineo, i cambiamenti nella forma o nella posizione dell’oggetto non seguiranno necessariamente le normali regole di scambio della quantità di moto, il che significa che non avrà bisogno di un motivo.

La stessa geometria curva dello spaziotempo potrebbe significare una distorsione di un oggetto – calcio destro, svolazzamento o svolazzamento – dopotutto potresti vedere solo un sottile cambiamento netto nella sua posizione.

D’altra parte, l’idea che la curvatura dello spaziotempo influenzi il movimento è semplice come guardare una roccia che cade a terra. Einstein ne ha parlato più di un secolo fa nel suo libro Teoria generale della relatività.

Ma mostrare come le dolci colline e le valli di uno spazio deformato possano influenzare la capacità del corpo di auto-promuoversi è un altro gioco con la palla.

Da notare in azione senza viaggiare verso la curvatura spaziale più vicina Buco neroUn team di ricercatori del Georgia Institute of Technology, della Cornell University, dell’Università del Michigan e dell’Università di Notre Dame ha costruito un modello spaziale curvo in laboratorio.

La loro versione meccanica dello spazio sferico consiste in un insieme di blocchi motorizzati che corrono lungo un incrocio di binari ad arco. Attaccato a un braccio rotante, l’intera configurazione è posizionata in modo tale che l’attrazione gravitazionale e la resistenza di attrito siano minime.

Sebbene le masse non abbiano rotto con la fisica che domina il nostro universo alquanto piatto, il sistema era bilanciato in modo che le curve nei percorsi avrebbero lo stesso tipo di effetto dello spazio drammaticamente curvo. O almeno così si aspettava la squadra.

Mentre il robot si muoveva, la combinazione di gravità, attrito e flessione si combinava in movimento con proprietà uniche che potrebbero essere meglio spiegate dalla geometria dello spazio.

“Lasciamo che il nostro oggetto mutaforma si muova nello spazio curvo più semplice, la sfera, per studiare sistematicamente il movimento nello spazio curvo”, Dice Il fisico della Georgia Tech Zip Rocklin.

“Abbiamo appreso che l’effetto atteso, che era così controintuitivo da essere stato rifiutato da alcuni fisici, si è verificato: quando il robot ha cambiato forma, si è spostato in avanti attorno alla sfera in un modo che non può essere attribuito alle interazioni ambientali”.

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Sebbene l’effetto sia piccolo, l’utilizzo di questi risultati sperimentali in linea con la teoria potrebbe aiutare a posizionare meglio la tecnologia nelle aree in cui la curvatura dell’universo diventa significativa. Anche in lievi regressioni come la gravità terrestre, capire come i movimenti contenuti possono alterare posizioni ultrafini a lungo termine potrebbe diventare sempre più importante.

Naturalmente, i fisici stavano seguendo la strada del carburante zero”.Motori impossibili‘ Prima. I piccoli poteri ipotetici negli esperimenti hanno un modo di andare e venire, generando un dibattito senza fine sulla validità delle teorie dietro di loro.

Ulteriori studi che utilizzano macchine più precise potrebbero rivelare più approfondimenti sui complessi effetti del nuoto sugli spigoli vivi dell’universo.

Per ora, possiamo solo sperare che la leggera pendenza del vuoto che circonda il povero astronauta sia sufficiente per vederlo raggiungere un porto sicuro prima che l’ossigeno si esaurisca.

Questa ricerca è stata pubblicata in PNAS.