A lâmpada queima contra as leis da física

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

Os princípios de funcionamento das lâmpadas nos parecem tão claros e óbvios que quase ninguém pensa na mecânica de seu trabalho. No entanto, esse fenômeno esconde um grande mistério, que ainda não foi totalmente resolvido.

Primeiro, um prefácio sobre como este artigo foi criado.

Cerca de cinco anos atrás, eu me registrei em algum fórum de estudantes e publiquei um artigo sobre os erros que nossa ciência acadêmica comete ao interpretar muitas disposições básicas, como esses erros são corrigidos pela ciência alternativa e como a ciência acadêmica luta contra a alternativa, colando um rótulo a ele "pseudociência" e acusando-o de todos os pecados mortais. Meu artigo ficou em domínio público por cerca de 10 minutos, depois dos quais foi jogado no reservatório. Fui imediatamente enviado para uma proibição por tempo indeterminado e proibido de comparecer com eles. Alguns dias depois, decidi registrar-me em outros sites de alunos para tentar novamente com a publicação deste artigo. Mas descobri que eu já estava na lista negra de todos esses sites e meu cadastro foi negado. Pelo que entendi, há uma troca de informações sobre pessoas indesejadas entre fóruns de alunos e estar na lista negra de um site significa uma fuga automática de todos os outros.

Então decidi ir para a revista Kvant, especializada em artigos científicos populares para crianças em idade escolar e estudantes universitários. Mas como na prática esta revista é ainda mais voltada para o público escolar, o artigo teve que ser bastante simplificado. Eu joguei fora tudo sobre pseudociência de lá e deixei apenas a descrição de um fenômeno físico e dei uma nova interpretação. Ou seja, o artigo passou de um jornalismo técnico para um puramente técnico. Mas não esperei por nenhuma resposta da redação ao meu pedido. E antes, sempre recebia a resposta da redação das revistas, mesmo que o conselho editorial rejeitasse meu artigo. Concluí que, na redação, também estou na lista negra. Portanto, meu artigo nunca viu a luz do dia.

Cinco anos se passaram. Decidi entrar em contato com a redação da Kvant novamente. Porém, cinco anos depois, não houve resposta ao meu pedido. Isso significa que ainda estou na lista negra deles. Por isso, resolvi não lutar mais com moinhos de vento, e publiquei uma matéria aqui no site. Claro, é uma pena que a grande maioria dos alunos não perceba. Mas aqui eu não posso fazer nada. Então, aqui está o próprio artigo….

Por que a luz está acesa?

Provavelmente, não existe tal assentamento em nosso planeta onde não haverá lâmpadas elétricas. Grandes e pequenos, fluorescentes e halógenos, para lanternas de bolso e poderosos holofotes militares - eles se tornaram tão firmemente estabelecidos em nossas vidas que se tornaram tão familiares quanto o ar que respiramos. Os princípios de funcionamento das lâmpadas nos parecem tão claros e óbvios que quase ninguém pensa na mecânica de seu trabalho. No entanto, esse fenômeno esconde um grande mistério, que ainda não foi totalmente resolvido. Vamos tentar resolver nós mesmos.

Vamos ter uma piscina com dois tubos, por meio de um dos quais a água flui para dentro do tanque, através do outro ela escoa para fora. Vamos supor que 10 quilos de água entrem na piscina a cada segundo e, na própria piscina, 2 desses dez quilos sejam magicamente convertidos em radiação eletromagnética e jogados fora. Pergunta: quanta água sairá da piscina por outro cano? Provavelmente, até mesmo um aluno da primeira série responderá que consumirá 8 quilos de água por segundo.

Vamos mudar um pouco o exemplo. Que haja fios elétricos em vez de canos e uma lâmpada elétrica em vez de uma piscina. Considere a situação novamente. Um fio em uma lâmpada contém, digamos, 1 milhão de elétrons por segundo. Se presumirmos que parte desse milhão é convertida em radiação luminosa e emitida da lâmpada para o espaço circundante, menos elétrons deixarão a lâmpada pelo outro fio. O que as medidas mostrarão? Eles vão mostrar que a corrente elétrica no circuito não muda. A corrente é um fluxo de elétrons. E se a corrente elétrica for a mesma em ambos os fios, isso significa que o número de elétrons que saem da lâmpada é igual ao número de elétrons que entram na lâmpada. E a radiação de luz é um tipo de matéria que não pode vir de um vazio perfeito, mas só pode vir de outro tipo. E se, neste caso, a radiação luminosa não pode surgir dos elétrons, então de onde vem a matéria na forma de radiação luminosa?

Este fenômeno do brilho de uma lâmpada elétrica também entra em conflito com uma lei muito importante da física das partículas elementares - a lei de conservação da chamada carga leptônica. Segundo essa lei, um elétron pode desaparecer com a emissão de um quantum gama apenas na reação de aniquilação com sua antipartícula, um pósitron. Mas em uma lâmpada não pode haver pósitrons como portadores de antimatéria. E então chegamos literalmente a uma situação catastrófica: todos os elétrons que entram na lâmpada por um fio saem da lâmpada por outro fio sem nenhuma reação de aniquilação, mas ao mesmo tempo nova matéria aparece na própria lâmpada na forma de radiação de luz.

E aqui está outro efeito interessante associado a fios e lâmpadas. Muitos anos atrás, o famoso físico Nikola Tesla realizou um misterioso experimento sobre a transferência de energia através de um fio, que foi repetido em nossa época pelo físico russo Avramenko. A essência do experimento foi a seguinte. Pegamos o transformador mais comum e o conectamos com o enrolamento primário a um gerador elétrico ou rede. Uma extremidade do fio do enrolamento secundário simplesmente fica pendurada no ar, puxamos a outra extremidade para a próxima sala e lá a conectamos a uma ponte de quatro diodos com uma lâmpada elétrica no meio. Aplicamos tensão no transformador e a luz se acendeu. Mas, afinal, apenas um fio se estende até ele, e dois fios são necessários para que o circuito elétrico funcione. Ao mesmo tempo, de acordo com cientistas que estão investigando esse fenômeno, o fio que vai até a lâmpada não esquenta. Ele não esquenta tanto que qualquer metal com uma resistividade muito alta possa ser usado em vez de cobre ou alumínio, e ainda permanecerá frio. Além disso, é possível reduzir a espessura do fio para a espessura de um fio de cabelo humano, e ainda assim a instalação funcionará sem problemas e sem gerar calor no fio. Até agora, ninguém foi capaz de explicar este fenômeno de transmissão de energia por um fio sem perdas. E agora tentarei dar minha explicação sobre esse fenômeno.

Esse conceito existe na física - o vácuo físico. Não deve ser confundido com vácuo técnico. O vácuo técnico é sinônimo de vazio. Quando removemos todas as moléculas de ar do vaso, criamos um vácuo técnico. O vácuo físico é completamente diferente, é uma espécie de análogo da matéria ou ambiente que tudo permeia. Todos os cientistas que trabalham neste campo não duvidam da existência de um vácuo físico, porque sua realidade é confirmada por muitos fatos e fenômenos bem conhecidos. Eles discutem sobre a presença de energia nele. Alguém fala de uma quantidade extremamente pequena de energia, outros estão inclinados a pensar em uma quantidade extremamente grande de energia. É impossível dar uma definição exata de vácuo físico. Mas você pode dar uma definição aproximada por meio de suas características. Por exemplo, este: o vácuo físico é um meio especial onipresente que forma o espaço do Universo, gera matéria e tempo, participa de muitos processos, tem uma energia enorme, mas não é visível para nós devido à falta do necessário órgãos dos sentidos e, portanto, parece-nos vazio. Deve ser especialmente enfatizado: o vácuo físico não é vazio, apenas parece ser vazio. E se você assumir essa posição, muitos enigmas podem ser facilmente resolvidos. Por exemplo, o enigma da inércia.

O que é inércia ainda não está claro. Além disso, o fenômeno da inércia contradiz até a terceira lei da mecânica: a ação é igual à reação. Por esta razão, as forças inerciais às vezes até tentam ser declaradas ilusórias e fictícias. Mas se cairmos sob a influência de forças inerciais em um ônibus freado bruscamente e tivermos uma colisão na testa, quão ilusória e fictícia será essa colisão? Na realidade, a inércia surge como uma reação do vácuo físico ao nosso movimento.

Quando nos sentamos no carro e pressionamos o acelerador, começamos a nos mover de forma irregular (acelerada) e por esse movimento do campo gravitacional de nosso corpo deformamos a estrutura do vácuo físico que nos rodeia, dando a ele um pouco de energia. E o vácuo reage a isso criando forças inerciais que nos puxam para trás a fim de nos deixar em repouso e, assim, eliminar a deformação por ele introduzida. Para superar as forças inerciais, é necessária muita energia, o que se traduz em alto consumo de combustível para aceleração. O movimento uniforme posterior não afeta o vácuo físico de forma alguma e, portanto, não cria forças inerciais, portanto, o consumo de combustível para o movimento uniforme é menor. E quando começamos a desacelerar, nos movemos novamente de forma desigual (mais lenta) e novamente deformamos o vácuo físico com seu movimento desigual, e ele novamente reage a isso criando forças inerciais que nos puxam para frente para nos deixar em um estado de movimento retilíneo uniforme quando não há deformação a vácuo. Mas agora não transferimos mais energia para o vácuo, mas ele nos dá, e essa energia é liberada na forma de calor nas pastilhas de freio do carro.

Esse movimento acelerado-uniforme-desacelerado do carro nada mais é do que um único ciclo de movimento oscilatório de baixa frequência e grande amplitude. Na fase de aceleração, a energia é introduzida no vácuo; na fase de desaceleração, o vácuo cede energia. E o mais intrigante é que o vácuo pode liberar mais energia do que recebia de nós, porque ele próprio possui um enorme suprimento de energia. Nesse caso, nenhuma violação da lei de conservação de energia ocorre: quanta energia o vácuo nos dará, exatamente a mesma quantidade de energia que receberemos dele. Mas devido ao fato de que o vácuo físico nos parece vazio, parecerá que a energia surge do nada. E tais fatos de uma aparente violação da lei de conservação de energia, quando a energia aparece literalmente do vazio, há muito tempo são conhecidos na física (por exemplo, em qualquer ressonância, uma energia tão grande é liberada que um objeto ressonante pode até entrar em colapso).

O movimento circunferencial também é um tipo de movimento desigual, mesmo a uma velocidade constante, porque neste caso, a posição do vetor velocidade no espaço muda. Consequentemente, tal movimento deforma o vácuo físico circundante, que reage a isso criando forças de resistência na forma de forças centrífugas: elas são sempre dirigidas de forma a endireitar a trajetória do movimento e torná-lo retilíneo quando não há vácuo deformação. E para superar as forças centrífugas (ou para manter o vácuo causado pela rotação), você tem que gastar energia, que vai para o próprio vácuo.

Agora podemos voltar ao fenômeno do brilho da lâmpada. Para o seu funcionamento, deve haver um gerador elétrico no circuito (mesmo que haja bateria, ela ainda foi carregada do gerador). A rotação do rotor do gerador elétrico deforma a estrutura do vácuo físico vizinho, forças centrífugas surgem no rotor e a energia para superar essas forças deixa a turbina primária ou outra fonte de rotação para o vácuo físico. Quanto ao movimento dos elétrons em um circuito elétrico, esse movimento ocorre sob a ação de forças centrífugas criadas pelo vácuo em um rotor em rotação. Quando os elétrons entram no filamento de uma lâmpada, eles bombardeiam intensamente os íons da rede cristalina e começam a vibrar fortemente. No curso de tais vibrações, a estrutura do vácuo físico é deformada novamente, e o vácuo reage a isso emitindo quanta de luz. Visto que o próprio vácuo é um tipo de matéria, a contradição previamente observada da aparência da matéria do nada é removida: uma forma de matéria (radiação de luz) surge de outra de seu tipo (vácuo físico). Os próprios elétrons em tal processo não desaparecem e não se transformam em outra coisa. Portanto, quantos elétrons entram na lâmpada por um fio, exatamente a mesma quantidade sairá pelo outro. Naturalmente, a energia dos quanta também é retirada do vácuo físico, e não dos elétrons que entram no filamento. A energia da corrente elétrica no próprio circuito não muda e permanece constante.

Assim, para a luminescência da lâmpada, não são necessários os elétrons em si, mas vibrações agudas dos íons da estrutura cristalina do metal. Os elétrons são apenas uma ferramenta que faz os íons vibrarem. Mas a ferramenta pode ser substituída. E no experimento com um fio, é exatamente isso o que acontece. No famoso experimento de Nikola Tesla sobre a transmissão de energia através de um fio, tal instrumento era o campo elétrico alternado interno do fio, que mudava constantemente sua força e, assim, fazia os íons vibrarem. Portanto, a expressão “transferência de energia por um fio”, neste caso, não é bem-sucedida, até mesmo errônea. Nenhuma energia foi transmitida através do fio, a energia foi liberada no próprio bulbo a partir do vácuo físico circundante. Por esta razão, o próprio fio não aqueceu: é impossível aquecer um objeto se não houver energia fornecida a ele.

Como resultado, surge uma perspectiva bastante tentadora de um declínio acentuado no custo da construção de linhas de transmissão de energia. Primeiro, você pode sobreviver com um fio em vez de dois, o que reduz imediatamente os custos de capital. Em segundo lugar, em vez de cobre relativamente caro, você pode usar qualquer metal mais barato, até mesmo ferro enferrujado. Em terceiro lugar, você pode reduzir o próprio fio à espessura de um cabelo humano e deixar a resistência do fio inalterada ou até aumentá-la envolvendo-o em uma bainha de plástico durável e barato (a propósito, isso também protegerá o fio da precipitação atmosférica). Em quarto lugar, devido à redução do peso total do fio, é possível aumentar a distância entre os apoios e, assim, reduzir o número de apoios de toda a linha. É realista fazer isso? Claro que é real. Haveria vontade política da liderança de nosso país e os cientistas não vão decepcioná-lo.