A Verdadeira Natureza da Gravidade

Por que o conceito push gravity (gravidade por impulsão) é considerado inviável pela ciência convencional?

Esse texto foi traduzido automaticamente de  um tópico do prestigioso "Physics Forum",  talvez o mais ativo fórum de física do mundo.

Olá pessoal, gostaria de saber as principais razões pelas quais o conceito de gravidade por pressão não é considerado um conceito viável pela ciência convencional. Eu sei que isso deu origem a numerosos trabalhos publicados, dentre os quais temos os de Lorentz, H.Poincare, F.Brush, Secchi, Leray, V. Thomson, Schramm, Tait, Isenkrahe, Preston, Jarolimek, Waachy, Rynsanek, Darwin, Majorana ... então não pode estar tudo errado

Observe que NÃO estou perguntando sobre a teoria das partículas ultramundanas de Le Sage (que também se enquadra na categoria de gravidade por pressão), que posso facilmente me desacreditar. Estou mais interessado no conceito de pressão de radiação eletromagnética da radiação de alta frequência, atuando como mecanismo gravitacional, e sua sombra criando a lei do quadrado inverso , áreas de baixa pressão. Obrigado, S.Borg.

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O eletromagnetismo se propaga como bósons vetoriais spin-1. Se a gravitação é quantizada, ela se propaga como bósons tensores de spin-2.

As regras de seleção para transições permitidas são diferentes.

EM e gravitação não se unificam - nem mesmo se você estiver vestindo jeans Kaluza-Klein.

O EM é trivialmente blindado com camadas alternadas de condutor aterrado (gaiola de Faraday) e indutor com perdas (por exemplo, ferrita) e, eventualmente, por espalhamento de elétrons (blindagem nuclear para raios beta).

A gravitação não pode ser protegida. A fonte de radiação monopolar é um momento monopolar variável para uma carga q ou para uma massa m. Como carga e massa são conservadas, não pode haver radiação eletromagnética monopolar nem radiação gravitacional monopolar .

A fonte de radiação dipolo é um momento dipolar em mudança. (Pontualmente, você precisa de uma segunda derivada do momento dipolar .)

Para um par de cargas d = qr + q'r ' e não há nada de especial sobre as derivadas. Para um par de massas, o momento dipolar gravitacional é d = mr + m'r ' e sua derivada temporal é mv + m'v' = p + p '

Pela conservação do momento, a segunda derivada temporal da o momento dipolar gravitacional é zero, e você pode ir para um quadro do centro do momento e definir a primeira derivada para zero também. Não há radiação gravitacional de "dipolo elétrico". Considere o análogo da radiação "dipolo magnético".

O equivalente gravitacional do momento dipolar magnético para um par de cargas é M = mv xr + m'v 'x r' ("x" é o produto cruzado, "mv" é a "corrente de massa"). Mas M é a angular total momento, que também é conservado. Não há radiação gravitacional de "dipolo magnético".
O momento seguinte é quadrupolo, sem leis de conservação relevantes, portanto a radiação gravitacional quadripolar é permitida. - Tio Al


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Não é exatamente sobre isso que Brush escreveu?

Uma pesquisa para ver quem cita o artigo de Brush pode ser reveladora. Talvez seja apenas a observação de que, além dos efeitos de pressão por gravidade bastante especulativos, não parecemos imersos em um banho de muitos e muitos raios ultra-gama?

Experimentos modernos sobre a queda de átomos frios isolados podem ser uma refutação conclusiva, uma vez que a pressão de radiação devido à radiação de frequência ultra alta tende a ocorrer em saltos discretos; E = hf e tudo isso. Isso não é observado.

Vejo você listando Majorana, embora talvez sua sugestão deva ser chamada de gravidade "anti-push" (certamente melhor do que "chupar"!).

Minha impressão é que, embora a gravidade do impulso, pelo menos em certos limites, dê resultados plausíveis, não oferece nenhuma melhoria em relação a outras teorias da gravitação, ao mesmo tempo em que introduz graves dificuldades relacionadas à troca de energia entre o fluxo de partículas gravitacionais e a matéria convencional. Um tratamento relativístico de partículas gravitacionais (relevante se fótons) não parece melhorar assuntos como curvas de rotação galáctica (obrigado Rob por isso). - Timo Nieminen

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Existem algumas objeções genéricas, além de problemas específicos com modelos específicos.

As principais objeções genéricas que conheço são

1. Arrastar: Como Feynman apontou nas Palestras Feynman, qualquer coisa que seja capaz de "empurrar" também criará arrastar um objeto em movimento. Existem limites observacionais muito fortes sobre esse arrasto, no Sistema Solar e em sistemas pulsares binários.

2. Aberração: suponha que partículas "empurrando" se movam a uma velocidade v e observe o efeito no sistema solar.Para um planeta a distância d do Sol, o "empurrão" não será em direção à posição instantânea do Sol, mas em direção à sua posição em um momento d / v no passado. Esse é um efeito drástico - se v for a velocidade da luz, o Sistema Solar seria drasticamente instável em uma escala de mil anos . (O efeito da aberração é aumentar a velocidade de um planeta, e você pode esperar que o arrasto a cancele. Mas é fácil verificar se esse cancelamento pode ocorrer a, no máximo, uma distância radial do Sol.)

3. Princípio de equivalência: Observa-se que a gravidade atua não apenas na massa, mas em todas as formas de energia. Uma teoria da "força da gravidade" teria que vir com uma explicação de como as partículas que o empurrão consegue empurrar contra, por exemplo, a energia de ligação eletrostática e a energia cinética dos elétrons em um átomo, e por que esse "empurrão" corresponde exatamente ao "empurrão" contra a matéria comum. Em particular, observamos que a própria energia de ligação gravitacional gravita. Isso parece exigir auto-interação entre as partículas que empurram. Por outro lado, a precisão da lei do quadrado inverso em longas distâncias exige que a auto-interação seja muito pequena - você certamente precisa de um caminho livre médio maior que o tamanho do Sistema Solar, se não quiser atrapalhar Órbita de Plutão .

4. Triagem gravitacional: Existem limites muito fortes quanto ao tipo da "triagem gravitacional" seria de esperar de um modelo de "pressão gravitacional" - veja, por exemplo, Unnikrishnan et al., Phys. Rev. D 63 (2001) 062002.

Observe que NÃO estou perguntando sobre a teoria das partículas ultramundanas de Le Sage (que também se enquadra na categoria de gravidade por pressão), que eu posso > facilmente me desacreditar. Estou interessado principalmente no conceito de pressão de radiação eletromagnética, atuando como mecanismo gravitacional, e seu sombreamento, criando a lei do quadrado inverso , áreas de baixa pressão.

Você imediatamente enfrenta problemas com o princípio da equivalência, por um lado. As ondas eletromagnéticas não interagem com outras ondas eletromagnéticas (exceto por efeitos quânticos verdadeiramente minúsculos); mas a gravidade inclina a luz.

As ondas eletromagnéticas também não interagem com a energia interna, não com os neutrinos; mas estes * são * afetados pela gravidade.

Você também enfrenta graves problemas de aberração (veja acima) e muito provavelmente de arrasto.

Você * ainda * teria que explicar por que essa radiação de alta frequência não é absorvida pela Terra o suficiente para levar a uma triagem gravitacional do tipo descartado pelo experimento.

Observe que "radiação [eletromagnética] de alta frequência" é radiação gama. Existem medições experimentais de raios gama de energia muito alta, e uma quantidade razoável é conhecida sobre seu espectro. Eu suspeito que você teria É muito difícil conciliar seu modelo com essas observações.
- Steve Carlip

fonte original do texto (em inglês)

https://www.physicsforums.com/threads/why-is-push-gravity-concept-considered-not-viable-by-mainstream-science.141926/

Rsrs.. Quase lá. Gravitação é interação eletromagnética. Tenho fortes argumentos para acreditar que a,dita não existente, radiação EM de ondas longitudinais realmente existe e é responsável por induzir o processo atrativo que conhecemos como gravidade. Corpos materiais e também fótons perdem energia ou massa ao longo do tempo produzindo a gravidade. O deslocamento para vermelho interpretado como dilatação do universo, na verdade se encaixa com grande exatidão com energia perdida responsável pela gravidade.

Como se comportaria o satélite experimental dentro dos  modelos de gravidade por impulsão de Le Sage, Prof. Borge  e do colega Lukshaw?

Inicialmente, peço que acompanhem os resultados "vistos" pelo modelo newtoniano e expansional radial:

Satélite Experimental

Essa é uma tentativa de comprovar a hipótese da expansão radial no espaço sideral. Para tanto, se faz necessária a construção de uma esfera maciça (em azul) com um canal interno central de comprimento idêntico ao diâmetro da esfera. Dentro do canal é instalado um corpo (em vermelho) em forma cilíndrica, semelhante ao pistão de um motor a explosão, capaz de deslizar no canal da esfera com um mínimo de atrito.


fig 1

Após o envio dessa esfera ao espaço e sua estabilização orbital, o pistão é libertado.

De acordo com Newton, o pistão será atraído para o centro da esfera. Assim como a esfera atrai o pistão, o pistão também atrai a esfera, de modo que também há um pequeno deslocamento da esfera em sentido oposto ao movimento do pistão.

O pistão avançará ao centro da esfera em velocidade crescente. Quando o pistão chegar ao centro da esfera, ele estará em velocidade máxima em relação à esfera.

A trajetória do pistão continuará em velocidade decrescente, até o lado oposto de partida. Este ciclo se repetirá até toda a energia do sistema dissipar-se e o pistão cessará seu movimento no centro da esfera.

Se a hipótese da expansão radial prevalecer, tanto a esfera como o pistão crescerão em forma exponencial em relação ao tempo.


fig 2.

Quando ocorrer a estabilização orbital, o pistão é libertado. O pistão não sairá de seu lugar, pois na hipótese da expansão radial, a gravidade não existe. Dessa maneira, a esfera não tem como atrair o pistão para o centro da mesma. Mas, à maneira que ocorre a expansão radial em função do tempo, o pistão ficará cada vez mais próximo do centro da esfera. No entanto, nessa situação, não ocorrerá a oscilação, como prevista pelas Leis de Newton.

Essa citação faz parte da postagem que se encontra no endereço abaixo:

https://fisica2100.forumeiros.com/t1882-gravidade-ficcional#12149

Voltando à pergunta:

Como se comportaria o satélite experimental dentro dos  modelos de gravidade por impulsão de Le Sage, Prof. Borge  e do colega Lukshaw?

Analisemos a primeira condição, abaixo:



A força das partículas mundanas que vêm "de cima" e "de baixo" do pistão se anulam.
Xeque-mate? O pistão não sairá do lugar?

Afortunadamente, esse modelo de gravidade de impulsão é salvo pelas duas situações, dadas pela figura, a seguir.

Quando o pistão está na parte superior do satélite experimental, outras forças das partículas mundanas estão em ação.  As forcas que vêm "de cima" são mais fortes. As forças que vem "de baixo" são atenuadas pela massa do satélite.  Logo, o pistão seguirá para o centro do satélite.



Quando o satélite encontrar-se ao meio do caminho, todas as forças estarão em equilíbrio e o pistão irá parar.

Note que o modelo de gravidade por impulsão de Le Sage, a previsão de movimento do pistão conflita com o modelo gravitacional newtoniano:



No entanto, concorda "qualitativamente" com o modelo expansional radial:



Em ambos os modelos gravitacionais, o pistão "para" ou "quase para" no meio do caminho !

Jonas Paulo Negreiros escreveu:Por que o conceito push gravity (gravidade por impulsão) é considerado inviável pela ciência convencional?

Esse texto foi traduzido automaticamente de  um tópico do prestigioso "Physics Forum",  talvez o mais ativo fórum de física do mundo.

Olá pessoal, gostaria de saber as principais razões pelas quais o conceito de gravidade por pressão não é considerado um conceito viável pela ciência convencional. Eu sei que isso deu origem a numerosos trabalhos publicados, dentre os quais temos os de Lorentz, H.Poincare, F.Brush, Secchi, Leray, V. Thomson, Schramm, Tait, Isenkrahe, Preston, Jarolimek, Waachy, Rynsanek, Darwin, Majorana ... então não pode estar tudo errado

Observe que NÃO estou perguntando sobre a teoria das partículas ultramundanas de Le Sage (que também se enquadra na categoria de gravidade por pressão), que posso facilmente me desacreditar. Estou mais interessado no conceito de pressão de radiação eletromagnética da radiação de alta frequência, atuando como mecanismo gravitacional, e sua sombra criando a lei do quadrado inverso , áreas de baixa pressão. Obrigado, S.Borg.

fonte original do texto (em inglês)

https://www.physicsforums.com/threads/why-is-push-gravity-concept-considered-not-viable-by-mainstream-science.141926/

A mensagem completa dessa citação encontra-se nesse endereço:

https://fisica2100.forumeiros.com/t1507p480-a-verdadeira-natureza-da-gravidade#12184

Há um trabalho na Rede sobre gravidade impulsiva de origem "elétrica", na qual está repleto de relações matemáticas, incluindo relações de pressão e temperatura com a velocidade da luz:

http://www.einsteingravity.com/

Como andam as pesquisas acadêmicas sobre gravidade?

Abaixo, o trabalho de um pesquisador brasileiro:

Alguns Aspectos das Teorias de Gravidade Modificada

Francisco Geraldo da Costa Filho

https://repositorio.ufpb.br/jspui/bitstream/tede/9829/2/Arquivototal.pdf

Abaixo, um interessante vídeo sobre gravidade impulsiva:



Mais:
http://energywavetheory.com/

Jonas Paulo Negreiros escreveu:Abaixo, um interessante vídeo sobre gravidade impulsiva:



Mais:
http://energywavetheory.com/

por José Augusto em 29th Junho 2020, 11:25

Rsrs.. Quase lá. Gravitação é interação eletromagnética. Tenho fortes argumentos para acreditar que a,dita não existente, radiação EM de ondas longitudinais realmente existe e é responsável por induzir o processo atrativo que conhecemos como gravidade. Corpos materiais e também fótons perdem energia ou massa ao longo do tempo produzindo a gravidade. O deslocamento para vermelho interpretado como dilatação do universo, na verdade se encaixa com grande exatidão com energia perdida responsável pela gravidade.

Uma carga elétrica, por indução, produz em corpo neutro próximo, carga contraria, resultando em força atrativa entre ambos. Um dipolo, em menos intensidade, faz o mesmo, assim também o quadripolo e indo além, um multipolo também por indução induz multipolo contrário em um corpo neutro e o atrai. O multipolo já é um corpo neutro. Temos então corpo neutro atraindo corpo neutro. Claro, neste caso o cancelamento de campo dado pelas cargas opostas próximas, agindo a distancia, resulta em forças menores que inverso do quadrado da distancia. Porém esse é um caso estático, em processo dinâmico isso não acontece, porque propagando a velocidade da luz a informação de um polo chegara a um ponto de indução no corpo neutro quando a ação do polo anterior já se foi, não havendo cancelamento. Na realidade o que se verá é sequencia de campos elétricos de polaridade opostas, fluindo na direção de propagação, (ondas longitudinais)  agindo sobre pseudo corpo neutro.

Ainda, devido à perca de energia, que produz interação gravitacional, a massa dos planetas e também buracos negros decaem com o passar do tempo ( Stephen Hawking disse algo parecido? ). Pode-se mostrar dentro de uma proposição lógica que esse decaimento acontece de acordo com a equação: M=Mi*e^(-4*pi*K/c)*t, onde M é a massa atual, Mi é a  massa inicial e K é a constante gravitacional de Newton. Mais, dentro da precisão em que é estabelecida pode-se dizer que a contante de Hubble H tem valor H = 4*pi*K/c.

Isso evidencia que a ida para vermelho dos fótons provenientes de galáxias distantes, nada tem a ver com efeito doppler e expansão do universo, mas sim, acontece devido a perda de energia para interação gravitacional. Mais, a  relação estabelecida por Hubble como linear, na verdade é uma exponencial negativa.

Se um dia eu descobrir maneira fácil de escrever fórmulas aqui, então consigo explicar em detalhes o que digo acima, além de outras....

José Augusto escreveu:a ida para vermelho dos fótons provenientes de galáxias distantes, nada tem a ver com efeito doppler e expansão do universo, mas sim, acontece devido a perda de energia para interação gravitacional.

Pode muito bem ser isso

Eu já havia chegado a conclusão que o desvio para o vermelho, não se trata 'apenas' do afastamento de objetos emitindo a luz.
Mas considerava que seria pela interação da luz com a própria luz.
E se fosse isso teria como tentar uma comprovação pois existe uma área no universo curiosamente sem muita luz.
(tentei achar uma imagem dela, mas não consegui).

Essa ideia de que o universo esta se expandindo para todos os lados rapidamente, já encontrou diversas evidências contrárias, não se sustenta

E nossos cálculos em relação a distância de astros, deverão se tornar muito mais complexos, mas enfim se é assim, que seja

Xevious escreveu:
Essa ideia de que o universo esta se expandindo para todos os lados rapidamente, já encontrou diversas evidências contrárias, não se sustenta

Alto lá, Xevious!
Sou defensor intransigente do modelo de gravidade ficcional.
O Big-Bang e a expansão cósmica se sustentam muito bem no mundo do faz-de-conta!
Trata-se de uma excelente muleta para entender a Relatividade de Einstein, sem abrir mão do tempo absoluto   !

Xevious escreveu:
E nossos cálculos em relação a distância de astros, deverão se tornar muito mais complexos, mas enfim se é assim, que seja

Não há medição por triangulação capaz de determinar a distância exata dos astros. Atualmente usa-se a "vela padrão", isto é: a intensidade do brilho e a cor de uma estrela conhecida serve de referência para medir a distância de todas outras estrelas. Recurso meio fraquinho, pois não?


Os males da Triangulação

Eratóstenes, assumindo que a Terra é esférica e o Sol se encontra muito distante de nós - (seu compatriota, Aristarco, cerca de 1 século antes, havia estimado a distância Terra-Sol em 1.500 raios terrestres) - concluiu que a diferença de posição angular sobre a Terra (diferença em latitude), entre as duas cidades (de Siena e Alexandria, no Egito) é de 7,2º ou 1/50 ávos da circunferência da Terra. Portanto, para Erastótenes, a circunferência da Terra é 50 vezes maior do que a distância entre as duas cidades (ou seja: cerca de 5.000 estádios ou 800 km), chegando assim em unidades atuais, a um valor aproximado de 40 mil quilômetros (o tamanho total da circunferência terrestre), considerando-se o modelo de uma Terra Esférica.

Outro grego, Anaxágoras, assumindo um modelo de Terra Plana, com o Sol próximo (da Terra), obteve a distância Terra-Sol em 6,3 mil quilômetros de altitude.

Medidas recentes realizadas por terraplanistas estimam que a distância do Sol é de aproximadamente 5 km para o modelo terra plana e 15.000 km para o modelo terra bola. Planistas radicais dizem que a Via Láctea é só uma rachadura no domo  ...

https://www.facebook.com/terraeplana/posts/o-sol-e-a-lua-na-terra-planaaltitude-tamanho-e-movimento-do-sol-e-da-lua-em-rela/528557650968341/

Durmam com um barulho desses   ...



A Terra é um plano, meu irmão   !

Convidamos aos seguidores dessa trilha do colega Walter em conhecer os desdobramentos da gravidade efeito ilha no contexto de Terra Plana e Terra Esférica.



Siga a trilha, é só clicar no hipertexto, abaixo:
https://fisica2100.forumeiros.com/t1956-gravidade-efeito-ilha#12881

Calor move-se do frio para o quente - mas Segunda Lei da Termodinâmica está bem

Bem bem ou bem mal ?

Com informações da Physics World - 17/05/2022

Correntes de borda



O calor anda na contramão pelas bordas do material.
[Imagem: MA Martin-Delgado]

A energia pode se mover de uma região mais fria para outra mais quente em um material sem violar a segunda lei da termodinâmica?

Sim, pode, garantem físicos do Trinity College Dublin e da Universidade Complutense de Madri.

Mark Mitchison e seus colegas descobriram que um efeito quântico algumas vezes força a corrente a fluir pelas bordas de um material de uma maneira que se opõe à direção normal do fluxo de calor.

Essas "correntes de borda" são notavelmente robustas, e os físicos afirmam que elas podem estar presentes em uma classe mais ampla de materiais do que se pensava anteriormente.

Se isso se confirmar, essas correntes poderão ser usadas para controlar o fluxo de calor em nanoestruturas e, assim, ajudar a criar chips de computador mais eficientes em termos de energia, ou em dispositivos para reciclar o calor residual.

Calor do frio para o quente

As correntes de borda ocorrem nos chamados materiais topológicos, que são materiais cujas superfícies têm propriedades muito diferentes daquelas encontradas em seu interior.

Embora os pesquisadores saibam há décadas que existem correntes de borda robustas em sistemas topologicamente exóticos, Mitchison e seus colegas descobriram que essas correntes também ocorrem em sistemas topologicamente triviais. Em termos simples, a topologia é o ramo da matemática da "geometria da folha de borracha", na qual dois objetos são considerados equivalentes, ou triviais, se eles podem ser continuamente deformados um no outro dobrando, torcendo, esticando ou encolhendo (mas não rasgando ou cortando).

A equipe descobriu que as correntes de calor na contramão aparecem se o sistema estiver sujeito a um gradiente de temperatura - isto é, se uma extremidade estiver mais quente que a outra. Eles conseguiram isso acoplando cada extremidade de uma amostra hipotética com a chamada geometria quântica da barra Hall a dois reservatórios térmicos em diferentes temperaturas, e então simulando o que acontece em um modelo de computador.

A barra quântica Hall é usada rotineiramente em experimentos e consiste em um gás de elétrons bidimensional (um modelo científico usado na física do estado sólido) dotado de seis eletrodos. Esta configuração pode ser usada para medir as características do transporte do gás.

"Para nossa surpresa, descobrimos que as correntes de borda permanecem estáveis, o que implica que uma delas corre contra a direção natural do fluxo de calor," disse Angel Rivas, membro da equipe.

Da teoria à prática

Para esclarecer melhor esse fluxo contra-intuitivo - e mostrar por que ele não vai contra a segunda lei da termodinâmica - os físicos consideraram um modelo mais geral que suporta duas fases muito diferentes: Uma fase isolante topológica e uma fase isolante de banda "trivial".

Eles descobriram que, enquanto a corrente flui na direção oposta às suas expectativas na borda, a transferência total líquida de calor é sempre do reservatório quente para o frio, o que significa que a segunda lei da termodinâmica nunca é violada.

"Nós explicamos isso pelo efeito 'apagamento'," disse Miguel Delgado, coautor do estudo. "Aqui, as correntes circulantes se cancelam no interior, mas se adicionam construtivamente na borda, dando origem aos padrões de corrente contraintuitivos que observamos."

Embora a equipe tenha trabalhado apenas em um modelo teórico específico, eles afirmam que o fenômeno é geral e pode, em princípio, emergir em uma ampla classe de materiais, o que torna a descoberta útil para controlar o calor através de pequenas estruturas.

"O gerenciamento do calor em nanoescala tem muitas aplicações úteis: Por exemplo, no projeto de chips de computador mais eficientes em termos de energia ou dispositivos para reciclar o calor residual," disse Rivas.

Descoberto material com magnetismo apenas nas bordas
Bibliografia:

Artigo: Robust Nonequilibrium Edge Currents with and without Band Topology
Autores: Mark T. Mitchison, Ángel Rivas, Miguel A. Martin-Delgado
Revista: Physical Review Letters
Vol.: 128, 120403
DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.120403

fonte:
https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=calor-move-se-frio-para-quente-segunda-lei-termodinamica-esta-bem&id=010170220517&ebol=sim#.YoQf5OjMK1s

A postagem desse tema na trilha do colega Walter, aparentemente não têm conexão. Mas há um ponto interessante. Walter afirma que o sentido do calor é inverso ao aceito pelos físicos. Walter pode estar com a razão.

Mágica termodinâmica promete geladeiras que não gastam energia


A ideia de geladeiras e aparelhos de ar-condicionado que não gastam energia parece ser vantajosa demais para justificar grandes preocupações com as leis da termodinâmica.
[Imagem: Andreas Schilling/UZH]



Nem aí para a Lei da Termodinâmica

Físicos da Universidade de Zurique, na Suíça desenvolveram um dispositivo incrivelmente simples que permite que o calor flua temporariamente de um objeto frio para outro objeto quente sem precisar de uma fonte de alimentação externa, como ocorre nos refrigeradores tradicionais.

Curiosamente, o processo parece à primeira vista contradizer as leis fundamentais da física, mais especificamente a Segunda Lei da Termodinâmica, que afirma que a entropia de um sistema natural fechado deve aumentar com o tempo. Ou, de forma mais simples, o calor irá fluir por si só de um objeto mais quente para um mais frio, e não o contrário.

Andreas Schilling e seus colegas conseguiram resfriar um pedaço de cobre de nove gramas, de mais de 100° C para um nível significativamente abaixo da temperatura ambiente, sem qualquer fonte de alimentação externa, o que parece à primeira vista desafiar essa Segunda Lei da Termodinâmica.

"Teoricamente, este dispositivo experimental pode transformar água fervente em gelo sem usar qualquer energia," destaca Schilling.

Demônio de Maxwell manipula calor e balança leis da termodinâmica
Mágica termodinâmica promete geladeiras que não gastam energia



As setas representam a direção do fluxo de calor do claro/amarelo ou escuro/roxo) para o respectivo objeto mais quente.
[Imagem: A. Schilling et al. - 10.1126/sciadv.aat9953]
Refrigeração sem consumo de energia

Para conseguir esse feito, a equipe usou um elemento Peltier, um componente comumente usado, por exemplo, para resfriar minibares em quartos de hotel ou nas geladeiras de estado sólido (sem uso de gases) usadas em automóveis. Esses elementos termoelétricos podem transformar correntes elétricas em diferenças de temperatura.

A equipe já havia usado uma placa de Peltier, juntamente com uma bobina, para criar uma corrente de calor oscilante na qual o fluxo de calor entre dois corpos muda perpetuamente de direção. Naquele experimento, o calor também flui temporariamente de um objeto mais frio para um mais quente, de modo que o objeto mais frio é resfriado ainda mais. Este tipo de "circuito oscilante térmico" contém um "indutor térmico", funcionando da mesma maneira que um circuito oscilante elétrico, no qual a tensão oscila com um sinal em constante mudança.

Contudo, até então, esses circuitos oscilantes térmicos - essencialmente diodos termais - só funcionavam usando uma fonte externa de energia.

Agora, pela primeira vez, Schilling mostrou que esse tipo de circuito oscilante térmico também pode funcionar "passivamente", isto é, sem fornecimento de energia externa. As oscilações térmicas ainda ocorrem e, depois de algum tempo, o calor flui diretamente do cobre mais frio para uma solução mais quente, com uma temperatura de 22° C, sem que, no caminho, o calor seja transformado em outra forma de energia.

Apesar disso, a equipe fez os cálculos para mostrar que o aparato não contradiz as leis da física. Para provar isso, eles consideraram a mudança na entropia de todo o sistema e mostraram que ela aumenta com o tempo - totalmente de acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica.



Mágica termodinâmica promete geladeiras que não gastam energia
Outra equipe já havia constatado que a Segunda Lei da Termodinâmica falha em escala atômica. Na verdade, parece haver várias Segundas Leis da Termodinâmica em nanoescala.
[Imagem: Iñaki Gonzalez/Jan Gieseler]
Aplicações dependem de desenvolvimentos adicionais

Embora a equipe tenha registrado uma diferença de apenas cerca de 2° C em comparação com a temperatura ambiente no experimento, isso se deveu principalmente às limitações de desempenho do elemento de Peltier usado, que foi comprado no comércio. Segundo Schilling, seria possível, em teoria, obter um resfriamento de até -47° C, nas mesmas condições, se o elemento "ideal" de Peltier - ainda a ser inventado - pudesse ser usado.

Outro fator que deixa as aplicações em larga escala desta técnica ainda distantes no futuro é que a configuração atual requer o uso de indutores (bobinas) supercondutores para minimizar as perdas elétricas.

Mas isto não parece fazer a equipe desanimar e nem deixar de se encantar com seu experimento.

"Com esta tecnologia muito simples, grandes quantidades de materiais sólidos, líquidos ou gasosos podem ser resfriados a uma temperatura bem abaixo da temperatura ambiente sem nenhum consumo de energia. À primeira vista, os experimentos parecem ser uma espécie de magia termodinâmica, desafiando nossas percepções tradicionais do fluxo de calor," comentou Schilling.

Termodinâmica atômica: o bolo pode esfriar ou pegar fogo
Bibliografia:

Artigo: Heat flowing from cold to hot without external intervention by using a "thermal inductor
Autores: A. Schilling, X. Zhang, O. Bossen
Revista: Science Advances
Vol.: 5, no. 4, eaat9953
DOI: 10.1126/sciadv.aat9953

Artigo: LC-circuit calorimetry
Autores: O. Bossen, A. Schilling
Revista: Review of Scientific Instruments
Vol.: 82, 094901
DOI: 10.1063/1.3632116