quinta-feira, 27 de novembro de 2014

Energia perpétua ou o conhecido “moto continuo” é possível?

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Pois o físico Frank Wilczek causou perplexidade em seus pares em afirmar esta possibilidade.

Dr. Frank não é qualquer um é o ganhador do Prêmio Nobel de física em 2004, junto com David Gross e David Politzer  pela descoberta da liberdade assintótica na teoria da interação forte.
Dr. Frank Wilczek nasceu em 15 maio de 1951 em Mineola - New YorkEstados Unidos, sendo, portanto, um físico americano de origem polonesa e italiana.

Suas pesquisas atuais são;
·                    Física de Partículas
·                    Comportamento da matéria: Ultra altas temperaturas, densidade e estrutura fase
·                    Aplicações da física de partículas até a cosmologia
·                    Aplicações técnicas de teoria quântica de campos de física da matéria condensada
·                    A teoria quântica de buracos negros .
Em fevereiro de 2012, este proeminente cientista decidiu ir a público com uma idéia um tanto estranha e embaraçosa, que deixaria qualquer cientista preocupado exceto ele mesmo.

Impossível diriam os outros cientistas, mas Wilczek desenvolveu uma prova evidente de que os "cristais de tempo" - que são estruturas físicas que se movem em um padrão de repetição, comparadas como os ponteiros de um minúsculo relógio, que se movem sem depender de energia, ou seja, nunca terminam seu ciclo.

Ao contrário de relógios ou quaisquer outros objetos conhecidos, os cristais de tempo tem seu movimento derivado não de energia armazenada, mas sim a partir de uma ruptura na simetria do tempo, permitindo uma forma especial de movimento perpétuo.

 “A maioria das pesquisas em física é a continuação de outras que vieram antes", disse Wilczek, professor no Instituto de Tecnologia de Massachusetts. Isso, disse ele, era "uma espécie de  pesquisa fora da caixa." A idéia de Wilczek reuniu-se com uma resposta silenciosa dos outros físicos.

Até o momento em que ele ganhou o Prêmio Nobel, era tido como um brilhante professor conhecido por desenvolver teorias exóticas que mais tarde entraram na corrente principal das pesquisas físicas, incluindo a existência de partículas chamadas de axions e anyons, e descobriu uma propriedade das forças nucleares conhecidas como a liberdade assintótica (para o qual ele dividiu o Prêmio Nobel de Física em 2004).

Mas o movimento perpétuo, considerado impossível pelas leis fundamentais da física, foi difícil de engolir. Será que o trabalho constitui um grande avanço ou falta de lógica? Jakub Zakrzewski, um professor de física e diretor de óptica atômica na Universidade de Jagiellonian, na Polônia, que escreveu uma perspectiva sobre a pesquisa que acompanhou sobre a publicação de Wilczek, diz: “Eu simplesmente não sei." Agora, um avanço tecnológico tornou possível para os físicos  testar a idéia.

Eles planejam construir um cristal do tempo, e não estão na esperança de que este perpetuum mobile (máquina de movimento perpétuo) irá gerar uma fonte infinita de energia (como inventores se esforçaram em vão tentando construí-la por mais de mil anos), mas que ele vai produzir uma teoria melhor do próprio tempo.

Como assunto correlato 1:

O homem sempre esteve atrás disso e muitas geringonças foram criadas para tentar provar isso como veremos a seguir. Beirando ao folclore e a galhofa como mostraremos a seguir;

Moto contínuo made in Piauí


Um sonho fantástico persegue mentes obcecadas há séculos: a construção de uma máquina de movimento perpétuo, ou seja, produz energia sem combustível, uma vez dada a sua partida! Quantas pessoas simples ou cultas, mecânicos, cientistas, químicos, filósofos e outras, terminaram seus dias enlouquecidos ou na miséria ante projeto tão grandioso e mirabolante...

Consta que o primeiro cientista a inventar um moto-

contínuo seria o indiano Bhaskara Akaria (1114-1185), no

 século XI DC. Era uma roda com recipientes de mercúrios 

ao longo da borda. Uma vez acionada a roda, ela giraria 

perpetuamente pelo peso dos recipientes com mercúrio.

A RODA DE BHASKARA. REPRODUÇÃO. 

O que seria das companhias petrolíferas, das companhias 

de eletricidade, dos postos de combustível, das centrais 

nucleares... As pessoas teriam em sua casa, sítio ou no

 condomínio máquinas que trabalhariam continuamente sem

 necessidade de eletricidade ou óleo combustível; sem

 pilhas ou sem bateria; sem vento ou energia solar... A sua

 geladeira se desmancharia em ferrugem ou suas peças se

 carcomeriam... Mas você não teria que renovar consumo de

 energia... Seria o paraíso para as indústrias... E talvez para

 os consumidores. Seria o fim do racionamento e dos

 apagões...
OUTRO MOTO-CONTÍNUO DA ANTIGUIDADE. FONTE: roberto-furnari.blogspot.com275 

Mas, infelizmente, nenhum dos loucos ou visionários ao

 longo dos últimos séculos conseguiu ainda a máquina

 fantástica, o Moto-Contínuo. Mas nem o fracasso maciço

 de antecessores parece desestimular os predecessores

, pois os superidealistas continuam neste fantástico e

 inalcançável labor. E note-se que a maioria absoluta não

 tem conhecimento de outros idealizadores, pretéritos ou

 atuais. Parece ser um sonho, que atinge a muitos de

 maneira independente. Alguns chegam mesmo a ser

 analfabetos... Trabalhariam por inspiração divina?

Assim, ao longo de séculos algumas centenas de cientistas 

ou curiosos vêm tentando criar uma máquina de energia 

perpétua, ou seja, que funciona sem energia, uma vez dada 

a partida. Isso, segundo os cientistas, viola as leis da física.

 Muitas pessoas chegaram à ruína psíquica e financeira

 tentando construir o Moto-Contínuo, das mais diversas

 formas.  Vale salientar que a maioria dos sonhadores da

 máquina de movimento perpétuo são definidos

 discretamente pelos cientistas como ligeiramente loucos.
MOINHO DE CICLO FECHADO, DE ROBERT FLUDD, 1618. REPRODUÇÃO
.
O tema é nos dias de hoje tratado de maneira tão

 ridicularizada, que matéria do gênero está num site de 

humor de ciência, ao lado de outras invenções curiosas e 

ridículas como uma máquina chutador de bunda,

 patenteada nos Estados Unidos em 2006.  Um Moto-

contínuo de primeira espécie é uma máquina de movimento

 perpétuo que viola a Primeira Lei da Termodinâmica

, fornecendo ao exterior mais energia (sob a forma de

 trabalho ou calor) do que aquela que consome.

No filme brasileiro Kenoma (1998), de Eliane Kaffé (n. 1961), o ator José Dumont (n. 1950) interpreta um sonhador, Lineu, que também quer construir seu Moto-Perpétuo.
O MOTO CONTÍNUO DO FILME BRASILEIRO KENOMA. FONTE: http://www.filmologia.com.br/?page_id=1495
Uma tentativa relativamente recente foi feita no vizinho estado do Maranhão, precisamente na deltaica Ilha Canárias, nos anos 2000. Ali o maranhense Pedro Oliveira Costa, mecânico autodidata tentou realizar um sonho antigo, de construir um motor de funcionamento ininterrupto, sem fonte de energia. Dizem que na época o inventor conseguiu até convencer a Prefeitura Municipal de Araioses, a qual a Ilha Canárias está subordinada, com a ajuda de custo de R$ 30 mil para o seu ambicioso projeto.
Isolada do mundo, a Ilha Canárias possuía apenas na época um gerador que fornece apenas algumas horas de energia durante a noite.
O sistema do inventor Costa funciona com a força da água, armazenada numa caixa com capacidade para quatro mil litros, a 13,5 metros de altura. Um cano de pvc despeja a água sobre a maior da rodas da engenhoca, de 6,5 metros de raio. Aí estaria disparado o mecanismo que faria girar a roda com suas 47 canecas, que podem receber cada uma, 25 litros de água. Carregadas sucessivamente, as canecas fazem a roda girar. 
O MOTO-CONTÍNUO DA ILHA CANÁRIAS (FOTO: ROBSON FERNANDES).

FONTE: http://www.humornaciencia.com.br/invencoes/perpetuo.htm
As canecas descem cheias e sobem vazias. Segundo o inventor, a partir de 20 canecas, a roda passa a mover-se sozinha. É aí que começaria o processo de Moto-Contínuo. O processo é complexo e de difícil entendimento. Afinal, estamos falando de algo de uma complexidade quase incompreensível. 
Mas o inventor explica que a energia resultante do processo vai acionar um gerador, e por aí vai...
O INVENTOR DA ILHA CANÁRIAS, PEDRO COSTA. FOTO: ROBSON FERNANDES. 
FONTE:  http://www.humornaciencia.com.br/invencoes/perpetuo.htm
Visíveis do porto da ilha, as rodas de Costa de fato parecem saídas da ficção do filme Kenoma. A maior, já pintada de prateado, destaca-se inesperada entre a vegetação e as casas simples dos pescadores. A obra é o orgulho e a esperança dos moradores, os primeiros a acreditar no inventor, talvez desesperados pela gravíssima falta de energia elétrica na ilha. Para tirar a idéia do papel, juntaram entre eles R$ 4 mil. A partir daí a prefeitura resolveu financiar o experimento – se funcionar pode resolver um dos maiores problemas de Araioses, o déficit de energia, fornecida à cidade pelo Piauí. 
Costa levou mais de 15 anos para convencer alguém a financiar o projeto. Ele teve a ideia de criar o Moto-Contínuo em 1983, quando perdeu uma safra de feijão por falta de água. Queria montar um sistema de irrigação alimentado por uma fonte de energia economicamente viável. Petróleo ou eletricidade convencional eram muito caros. Começou então a desenvolver seu modelo, com a ajuda de físicos, matemáticos e professores universitários, consultados quando havia chance.
PARTE DAS ENGRENAGENS DO MOTO-CONTÍNUO DA ILHA CANÁRIAS. FOTO: ROBSON FERNANDES. 
FONTE: http://www.humornaciencia.com.br/invencoes/perpetuo.htm
O inventor diz ter estudado os erros e acertos dos inventores que já tentaram desenvolver o aparelho fantástico ao longo da História, e por isso acredita que agora vai funcionar. No seu material de pesquisa Costa guarda um desenho de um dos primeiros modelos de Moto-Contínuo da antiguidade, desenvolvido há 400 anos.
É a invenção mais pesquisada do mundo inteiro, diz o inventor. Mas os antigos nunca conseguiram porque não existia o que existe hoje. A bomba hidráulica, por exemplo, segundo o inventor. O que era o mundo há 400 anos?
Antes de executar a obra de Canárias, Costa produziu pequenos protótipos, para demonstrar o princípio, com rodas de no máximo 3,60 metros de diâmetro. Ele conseguiu colocar as miniaturas em funcionamento, mas nenhuma gerou energia. Não deram força porque eram pequenas justifica. Não dá para usar a mesma alavanca para levantar um fusca e uma carreta, argumenta. 
O segredo de sua Máquina de Movimento Perpétuo, segundo o autor, é justamente a dimensão do sistema. Usando a força da alavanca e da gravidade com uma roda de raio tão grande nunca tentaram, garante. Se o experimento der certo, ele pretende partir para proporções ainda maiores. 
O inventor diz ter pedido um gerador de 120 KWAs, segundo ele, suficiente para abastecer as 300 casas da ilha, a mais populosa do Delta do Parnaíba, com quase 2 mil habitantes. 
Nós passamos alguns meses nesta ilha sete anos antes do início da construção da pretensa Máquina de Energia Perpétua. A ilha Canárias é pobre, não tem rochas, só areia e dunas. A população vive exclusivamente de pesca e pequenas plantações. É um lugar selvagem e impoluto, mas no lugarejo Caiçara há nuvens de insetos que nos lembram as pragas bíblicas. Quem não estiver protegido com roupas adequadas, é incomodamente picado centenas de vezes. Não há locais adequadas para banhos .Não obstante, recentemente foi construído um hotel na ilha para incrementar o turismo.
Retroagindo no tempo, ao que se sabe o primeiro piauiense a tentar construir um destes aparelhos fantásticos foi o revolucionário e intelectual Leonardo de Carvalho Castelo Branco (1789-1873), que posteriormente adotou o nome de Leonardo da Nossa senhora das Dores Castelo Branco. Este ilustre piauiense, de família tradicional, nasceu na fazenda Taboca, pertencente na época à Vila de São João da Parnaíba, depois Vila de Nossa Senhora da Conceição de Barros e hoje pertencente ao município de Esperantina.
Homem de cultura autodidata e certa erudição, aprendeu o latim, geografia, física, mecânica e astronomia. Liberal, fervoroso católico, aventureiro e revolucionário, envolveu-se no movimento político da Guerra da Independência (1822-1823) e na Confederação do Equador (1824). 


LEONARDO NO BICO DE PENA. FONTE: http://www.youblisher.com/
Poeta e escritor deixou para a posteridade inúmeras obras como o poema filosófico O Ímpio Confundido (1835) e o poema científico A Criação Universal...,  entre outros.
Arremedo de gênio científico que nos lembra ligeiramente o célebre Leonardo da Vinci (1452-1519), Castelo Branco agitou a Província e o Governo Imperial para conseguir proventos para seus mirabolantes e muitas vezes incompreendidos projetos científicos. Eram, em geral, muito avançados para época, geralmente envolvendo a mecânica.
Por volta de 1850 construiu um barco de rodas impelido por propulsores mecânicos, experimentado com sucesso no rio Parnaíba. Havia também um cavalo mecânico (?) para facilitar suas andanças; um motor para navegação fluvial e um pilão movido a mãos por uma máquina de madeira. Não sabemos se chegou a funcionar.
Mas a obsessão de Leonardo era mesmo a construção de um fantástico Moto-Contínuo. Escanteado por uns e outros, que o consideravam socialmente na faixa de excêntrico a louco, o ilustre cientista dedicou os últimos anos de sua tumultuada vida a construir essa máquina misteriosa. Diz Valdemir Miranda (Cadernos de Teresina-1994):
Não se entende perfeitamente o que seria o moto-contínuo de Leonardo. Alguns afirmam tratar-se de um mecanismo que disparado sobre a matéria em estado de repouso, sairia do estado de inércia sem desprender energia. O que é impossível pelas leis físicas.

No seu A Criação Universal, Leonardo já manifestava a 

lástima de não conseguir construir sua estranha máquina e

 nem publicar seu tratado de astronomia, principalmente em

 decorrência da ausência de auxílio oficial:

Estes meus obtidos conhecimentos, desenvolvidos em uma 

obra mechanico-astronômico, em cuja composição gastei 

muitos anos, que foram outros tantos de assíduos estudos,

 me habilitaram a inventar várias máquinas interessantes: 

mas, nem esta, nem a impressão daquela obra pude realizar

 por meios próprios e de proteção alheia que em vão tenho 

solicitado. Eu disto não me admiro; pois não tenho

 condiscípulos, nem mestres que me abonem...

No prefácio do seu gigantesco poema A Criação Universal

, Descrita Poética e Filosoficamente, Poema Dividido em

Seis Cantos, Segundo a Ordem da Criação Relatada no

 Gênesis, com seus 4247 versos e inúmeras notas

 explicativas, Castelo Branco se referiu ao seu ignoto livro

 sobre mecânica e astronomia, o qual parece nunca 

publicou. O que é uma pena. Astronomia e Mecânica

 Leonardina teria consumido muitos anos de pesquisa

, segundo o escritor piauiense Lucídio Freitas (1894-1921).

  Talvez a obra pudesse nos explicar melhor e com detalhes

 em que consistia a máquina fantástica.
Entre muitos outros causos e casos contados paramos por aqui.
Nota: Os relatos são cópia fiel do original indicado no link abaixo.
Categoria: Mistérios
Publicado em Quinta, 04 Setembro 2014 22:07
Escrito por Reinaldo Coutinho

O Segundo assunto correlato 2:

Explicando “os cristais do tempo”, por Frank Wilczek, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts - Artigo da inovação tecnológica de 18/08/2012 com o título.

Cristal do tempo poderá sobreviver ao fim do Universo


Sobrevivendo ao fim do Universo
Imagine que a entropia finalmente triunfou e, embora o Universo ainda não tenha atingido seu "final definitivo", ele chegou a uma era chamada de "morte do calor", com uma temperatura homogênea - será muito frio por toda parte.
Ainda assim, pode ser possível construir um cristal que continuará "funcionando", sobrevivendo ao resfriamento cósmico - e eventualmente funcionando como uma memória pós-universo.
Essas estruturas exóticas, batizadas de "cristais espaço-temporais", poderão continuar girando de forma persistente, mesmo em seu nível mais baixo de energia, permitindo quebrar tanto a simetria espacial quanto a simetria temporal.
Um cristal do tempo é um sistema que continua se movimentando mesmo isolado, sem depender de força externa, e em seu estado fundamental de energia. [Imagem: Cortesia iStockphoto/M-X-K]
"A ideia está perigosamente próxima da de uma máquina de movimento perpétuo," admite Frank Wilczek, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, idealizador dos cristais do espaço-tempo, referindo-se ao lendário "moto contínuo".
O pesquisador ressalta, porém, que, atingindo seu estado fundamental de energia, esses cristais não poderiam ser usados para produzir trabalho útil, afastando-se da fronteira do irrealizável.
Contudo, eles exigiriam energia externa para serem parados. "Eles poderão gerar uma forma de movimento perpétuo, o que é um pouco assustador para alguém com alguma reputação em física."
Sobre a reputação, Wilczek foi um dos ganhadores do Prêmio Nobel de Física de 2004.

Frank Wilczek foi um dos ganhadores do Prêmio Nobel de Física de 2004 por resolver um dos mistérios da força forte, que mantém coesos os núcleos dos átomos. [Imagem: Nobel Institute]
Cristal quântico do tempo
Os cristais normais são formados por átomos ou moléculas organizados espacialmente em estruturas 3D, estruturas estas que se formam abaixo de uma determinada temperatura a fim de minimizar a energia potencial no interior do material.
Por outro lado, se a temperatura subir, os átomos têm a chance de existir em muitos outros estados desordenados, eventualmente se desorganizando completamente, quando o material se funde.
"Os cristais representam a vitória da energia sobre a entropia," explica Wilczek.
Mas tudo isso se refere à organização espacial do cristal.
Wilczek propõe a organização de um cristal no tempo - um cristal quântico do tempo, como ele o chama.
Diz-se que um cristal normal quebra a simetria espacial porque suas partículas constituintes se alinham em direções específicas, não ficando regularmente espaçadas, como quando o material é aquecido até sua fusão.
De forma análoga, quebrar a simetria temporal significa que as partículas terão que sofrer alterações sistemáticas ao longo do tempo.
Isso já acontece naturalmente, por exemplo, no Sistema Solar, ou nos relógios - mas Wilczek argumenta que esses sistemas foram colocados em movimento por forças externas, e irão eventualmente perder energia e parar.
O que ele propõe é um sistema que continue se movimentando mesmo isolado, sem depender de força externa, e em seu estado fundamental de energia. Terá sido criado, então, um cristal do tempo, ou cristal espaço-temporal.

Esquema de construção do cristal do tempo, com estruturas periódicas tanto no espaço quanto no tempo. As partículas ficarão rodando em uma direção mesmo em seu estado fundamental de energia. [Imagem: Li et al.]
Anel do tempo
A pergunta imediata é: como construir um cristal do tempo?
Wilczek fez todos os cálculos teóricos, e, ao procurar formas de torná-los realidade, pensou nos supercondutores, materiais que, embora estejam no seu estado mais baixo de energia, transmitem uma corrente elétrica.
Como a corrente elétrica não varia no tempo, Wilczek propôs usar um anel supercondutor, variando a supercorrente de forma a dar-lhe um pico temporal.
Matematicamente ele demonstrou que funciona, mas o pesquisador não conseguiu vislumbrar uma forma de fazer isso na prática, porque exigiria que os elétrons, todos sempre com carga de mesmo sinal, reagissem de forma diferente uns em relação aos outros em um momento determinado, para criar uma espécie de quebra-molas quântico, gerando uma variação na corrente.
Tongcang Li e seus colegas da Universidade de Berkeley leram o artigo, acharam que a ideia não é assim tão estranha, e conseguiram idealizar uma forma de construir efetivamente um cristal espaço-temporal.
Sua proposta é aprisionar íons a temperaturas muito baixas, explorando sua repulsão mútua para que eles se arranjem sozinhos para formar o anel.
Segundo o grupo, o anel seria muito similar a um cristal normal. Por meio de ajustes precisos de um campo magnético, que deve assumir determinados valores ao longo do anel, pode ser possível fazê-lo girar continuamente em seu estado mais baixo de energia.
Em outras palavras, ele se tornaria um cristal espaço-temporal.
O grupo calcula que, para construir um cristal do tempo com 0,1 milímetro de comprimento, serão necessários 100 átomos de berílio, resfriados a 1 bilionésimo de kelvin. Quanto maior o anel, mais baixa é a temperatura necessária.
A tecnologia de armadilhas iônicas ainda não é tão precisa, mas os pesquisadores afirmam que isso é uma questão de tempo, e eles próprios mostram-se interessados em conseguir construir o primeiro cristal do tempo.
"Este trabalho está explorando novos estados da matéria, e poderá levar a direções inesperadas." [Imagem: Frank Wilczek]
Aplicações do cristal do tempo
E para que serviria um cristal do tempo?
Xiang Zhang, um dos autores da proposta da armadilha de íons, acredita que uma estrutura dessas "dará uma nova dimensão para a exploração da física de muitos corpos e de propriedades emergentes da matéria".
Isso incluiria a quebra de simetria, como a que parece ter dado massa a todas as partículas quando o Universo se expandiu e esfriou.
Wilczek vai um pouco mais longe, e afirma que os cristais do tempo terão aplicações práticas, embora ele não saiba dizer quais: "Este trabalho está explorando novos estados da matéria, e poderá levar a direções inesperadas."
Ele provavelmente já tem algo em mente, mas talvez seja algo radical demais para que a comunidade dos físicos aceite sem mandar que ele vá escrever artigos de ficção científica - ou tente interná-lo.
Afinal, a ciência anda cuidadosamente um passo de cada 
vez. E propor a possibilidade de construção de um cristal 
que gire para sempre, sem precisar de energia externa, 
sobrevivendo até mesmo ao fim do Universo, parece 
audacioso o suficiente para uma temporada - mesmo para
 um ganhador do Nobel.

Deixando o folclore de lado e tentativas do passado é a primeira vez que um cientista renomado comenta esta possibilidade e o próprio tempo dirá sobre sua veracidade ou não deste fato.


Fontes:





J.A.