Robot muestra que es posible nadar a través del vacío de un universo curvo: ScienceAlert

Si los astronautas entraran repentinamente en el vacío interestelar, tendrían que empujar sus cuerpos hacia un lugar seguro, pateando y agitando sus extremidades hacia un refugio en el vacío.

Desafortunadamente para ellos, la física no perdona, dejándolos flotando sin esperanza para siempre. Si el universo fuera lo suficientemente curvo, su derrota podría no ser inútil.

Siglos antes de que nos fuéramos a tirar de la Tierra, Isaac Newton explicó sucintamente por qué se mueven las cosas. Ya sea expulsando un gas, empujándolo sobre tierra firme o agitando una aleta contra un líquido, el impulso de la acción se mantiene por la suma de los elementos involucrados, creando una reacción que impulsa el cuerpo hacia adelante.

Quita el aire alrededor del ala del pájaro o el agua alrededor de la cola del pez y empujarás sin esfuerzo cada aleta en una dirección mientras tiras de la otra, dejando al pobre animal revoloteando débilmente sin ningún movimiento neto hacia su destino.

A principios del siglo XXI, Considere a los físicos escapatoria para esta regla. Si el espacio tridimensional en el que se produce este movimiento es curvilíneo, los cambios en la forma o la posición del objeto no seguirán necesariamente las reglas habituales de cómo se intercambia la cantidad de movimiento, lo que significa que no necesitará un motivo.

La geometría curva del espacio-tiempo en sí mismo podría significar una distorsión de un objeto: patada derecha, aleteo o aleteo; después de todo, es posible que solo vea un cambio sutil neto en su posición.

Por otro lado, la idea de que la curvatura del espacio-tiempo afecta el movimiento es tan simple como ver caer una roca al suelo. Einstein cubrió esto hace más de un siglo en su libro Teoría general de la relatividad.

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Pero mostrar cómo las colinas y los valles en un espacio deformado pueden afectar la capacidad del cuerpo para autopropulsarse es otro juego de pelota.

Para notar esto en acción sin viajar a la disformidad espacial más cercana Agujero negroUn equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia, la Universidad de Cornell, la Universidad de Michigan y la Universidad de Notre Dame construyeron un modelo de espacio curvo en el laboratorio.

Su versión mecánica del espacio esférico consiste en un conjunto de bloques propulsados ​​por motores que corren a lo largo de un cruce de caminos arqueado. Unido a un brazo giratorio, toda la configuración se coloca de tal manera que la atracción por gravedad y la fricción son mínimas.

Un nadador «espacial» que se mueve en la trayectoria de un brazo giratorio. (Tecnología de Georgia)

Si bien las masas no rompieron con la física que domina nuestro universo algo plano, el sistema se equilibró para que las curvas en los caminos tuvieran el mismo tipo de efecto que el espacio dramáticamente curvado. O eso esperaba el equipo.

A medida que el robot se movía, la combinación de gravedad, fricción y flexión se combinó en movimiento con propiedades únicas que podrían explicarse mejor por la geometría del espacio.

«Dejamos que nuestro objeto que cambia de forma se mueva en el espacio curvo más simple, la esfera, para estudiar sistemáticamente el movimiento en el espacio curvo». Dice El físico de Georgia Tech, Zip Rocklin.

«Aprendimos que el efecto esperado, que era tan contrario a la intuición que algunos físicos lo rechazaron, ocurrió: cuando el robot cambió de forma, avanzó alrededor de la esfera de una manera que no puede atribuirse a las interacciones ambientales».

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Aunque el efecto es pequeño, el uso de estos resultados experimentales en línea con la teoría podría ayudar a posicionar mejor la tecnología en áreas donde la curvatura del universo se vuelve significativa. Incluso en regresiones suaves como la gravedad de la Tierra, comprender cómo los movimientos contenidos pueden alterar ubicaciones ultrafinas a largo plazo podría volverse cada vez más importante.

Por supuesto, los físicos iban por la ruta del combustible cero”.Motores imposibles‘ Antes. Los pequeños poderes hipotéticos en los experimentos tienen una forma de ir y venir, generando un debate interminable sobre la validez de las teorías detrás de ellos.

Más estudios que utilicen máquinas más precisas podrían revelar más información sobre los efectos complejos de nadar sobre los bordes afilados del universo.

Por ahora, solo podemos esperar que la suave pendiente del vacío que rodea al pobre astronauta sea suficiente para verlo llegar a un refugio seguro antes de que se agote el oxígeno.

Esta investigación fue publicada en PNAS.

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