Spermatozoizii umani încalcă a treia lege a lui Newton, au descoperit cercetătorii

Atunci când înoată, spermatozoizii umani și alte microorganisme își deformează corpurile, iar astfel încalcă a treia lege a lui Newton, iar acum oamenii de știință sunt la un pas să înțeleagă de ce și cum se întâmpla asta.

Noile cercetări ar putea ajuta savanții să dezvolte mici roboți care să poată și ei să încalce Principiul al III-lea al mecanicii.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

A treia lege a lui Isaac Newton poate fi rezumată prin fraza „pentru fiecare acțiune, există o reacție egală și opusă”. Asta înseamnă că, atunci când un corp acționează asupra altui corp cu o forță (numită forță de acțiune), cel de-al doilea corp acționează asupra primului cu o forță (numită forță de reacțiune) de aceeași amploare și în aceeași direcție, dar în sens contrar. Legea mai este numită și Principiul acțiunii și reacțiunii.

Flagelii sunt elastici și își pot schimba forma

„Recent, fizicienii au început să exploreze mecanica fără cea de-a treia lege a lui Newton. În acest caz, dacă împingi împotriva unui zid, zidul nu va împinge neapărat împotriva ta, ci ar putea să fugă de tine”, a spus Kenta Ishimoto de la Universitatea Kyoto din Japonia, citat de NewScientist.

Ishimoto și colegii săi au dorit să studieze această proprietate în mici înotători biologici.

Astfel, cercetătorii și-au îndreptat atenția spre spermatozoizi și algele Chlamydomonas. În ambele cazuri, aceste organisme înoată cu ajutorul flagelilor, filamente subțiri asemenea firelor de păr atașate la exteriorul corpului celular. Flagelii sunt elastici și își pot schimba forma pentru a interacționa cu fluidul din jurul celulei. Asta ajută celula să se propulseze într-un mod „non-reciproc”, ceea ce înseamnă că încalcă a treia lege a lui Newton.

Oamenii de știință au analizat cum se deplasează spermatozoizii

Totuși, detaliile acestui proces rămân neclare. La scară microscopică, cercetătorii s-ar aștepta ca fluidul să disipeze mare parte din energia celulei. Asta înseamnă că nu ar mai putea ajunge prea departe, indiferent de cât de mult ar da din flageli.

Pentru a înțelege modul în care celulele reușesc să se deplaseze în ciuda acestui aparent obstacol, oamenii de știință au analizat mișcarea spermatozoizilor și algelor pe măsură ce înotau. Astfel, echipa a descoperit că flagelii dețin o abilitate neobișnuită, poreclită „elasticitate ciudată”, ce le permite să se onduleze fără să piardă prea multă energie în fluidul din jur.

Cercetătorii au cuantificat elasticitatea ciudată a celulelor și au ajuns la o valoarea numită „odd elastic modulus”. Cu cât valoarea este mai mare, cu cât flagelii se pot ondula fără ca lichidul din jur să suprime deplasarea. Asta le permite celulelor să se deplaseze „non-reciproc”.

„Un dicționar” al organismelor capabile de mișcarea non-reciprocă

Clément Moreau de la Universitatea Kyoto a explicat că aflarea valorii „odd elastic modulus” pentru mai multe tipuri de micro-înotători ar ajuta oamenii de știință să-i clasifice și să înțeleagă dacă există alți factori ce îi ajută să încalce a treia lege a lui Newton.

La momentul actual, nu cunoaștem vreun alt proces microscopic ce ajută micii înotători să sfideze acest principiu al mecanicii, a spus profesorul Piotr Surówka de la Universitatea de Știință și Tehnologie din Wrocław, Polonia. Profesorul a adăugat că am putea să creăm „un dicționar” al organismelor capabile de mișcarea non-reciprocă.

Studiul a fost publicat în jurnalul American Physical Society.

Vă mai recomandăm să citiți și:

John Theophilus Desaguliers, clericul care a redefinit Francmasoneria engleză. Filosof, inginer, asistent al lui Isaac Newton

Isaac Newton era fascinat de Sfârșitul Lumii și chiar a făcut o predicție pentru anul 2060

Isaac Newton, omul care a descoperit gravitația. „Ceea ce urcă trebuie să și coboare”

Aerul poluat ar putea cauza reducerea numărului de spermatozoizi