Um robot impossível desafia uma lei fundamental de Newton

Um novo estudo acaba de colocar em causa uma das leis fundamentais da Física de Newton: a lei da Conservação do Momento Linear — pelo menos, num espaço curvo.

O físico, matemático e astrónomo britânico Isaac Newton postulou a suas três Leis Fundamentais em 1687, ano em que publicou o seu Principia Mathematica, ou Princípios Matemáticos da Filosofia Natural.

Atualmente, estas Leis são ainda consideradas factos. Quando um objecto se move, tem que exercer uma força contra outra coisa qualquer.

Mas um novo estudo vem agora desafiar a Lei da Conservação do Momento Linear de Sir Isaac Newton — pelo menos, num espaço curvo.

Quando as pessoas, animais ou máquinas se movimentam, têm sempre que exercer uma força contra alguma coisa — quer seja o solo, o ar, a água ou outro objeto.

Até recentemente, os cientistas consideravam esta comportamento uma constante da Física.

Agora, uma equipa de investigadores da Georgia Tech provou que não é bem assim: afinal, quando um corpo existe num espaço curvo, pode, afinal, movimentar-se sem exercer força sobre outro corpo.

O estudo foi apresentado num artigo publicado no fim de julho nos Proceedings of the National Academy of Sciences.

No decorrer da pesquisa, uma equipa liderada por Zeb Rocklin, professor de Física na Georgia Tech, criou um robot circunscrito a uma superfície esférica, num ambiente hermeticamente isolado — de modo a que os efeitos causados pela curvatura da superfície predominasse.

Então, a equipa estudou o movimento do robot na que é a mais simples das superfícies curvas — uma esfera.

O robot foi concebido com motores, eixos e um conjunto de contra-pesos alinhados de modo a que a fricção, interação e troca de momentum com o ambiente fossem residuais — e que garantissem que se movia sempre na superfície esférica.

Assim, enquanto se movia, a gravidade e frição exerciam forças negligenciáveis sobre o robot.

Estas duas forças, conjugadas com o efeito da curvatura do espaço em que o robot se movia, criaram uma estranha dinâmica — que nenhuma das forças poderia induzir por si só.

E o efeito previsto pela equipa, tão contra-intuitivo que é rejeitado pela maior parte dos físicos, efetivamente aconteceu: à medida que o robot mudava a sua forma, ganhava movimento que não podia ser atribuído a fatores ambientais.

A pesquisa mostra como os espaços curvos podem alterar fundamentalmente e desafiar as Leis e a intuição aplicável aos espaços planos, explica Rocklin na nota de imprensa divulgada pela Georgia Tech.

Os resultados do estudo têm também implicações com o famoso “Motor Impossível“, a famosa EmDrive teorizada em 1998 pelo engenheiro britânico Roger Shawyer em 1998.

Em teoria, o impossível Motor Eletromagnético movimenta-se sem qualquer propelente, gerando propulsão apenas pela reflexão de ondas eletro-magnéticas no seu interior, de uma forma que desafia a Lei da Conservação do Momento Linear — e mais algumas leis da Física.

Apesar de a NASA e a agência norte-americana de pesquisa avançada DARPA terem lançado projetos para criar uma EmDrive — que chegaram a resultar num protótipo que a NASA diz ser funcional — o Impossible Engine revelou até agora ser mesmo impossível.

No entanto, de acordo com os resultados da nova pesquisa da Georgia Tech, como o espaço-tempo é ligeiramente curvo, é afinal possível que um determinado veículo possa movimentar-se sem propelente ou ação de qualquer força externa — uma descoberta extraordinária, diz Zeb Rocklin.

E, eventualmente, dominar estes princípios da Física pode permitir que uma qualquer nave espacial consiga um dia navegar no espaço imensamente curvo das redondezas de um buraco negro.