Le leggi della fisica sono state violate (o sembrano essere state violate) da ogni genere di cose, dalle rocce in equilibrio a un appartamento di Seinfeld, e ora dallo sperma umano. Gli ultimi trasgressori stanno sfidando la terza legge del movimento di Newton, distorcendo i loro corpi mentre nuotano in un modo che non suscita alcuna risposta dall’ambiente circostante.

La terza legge di Newton afferma che quando un corpo esercita una forza su un altro corpo, il secondo corpo esercita a sua volta una forza uguale e contraria. In altre parole: “Ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria”. Tuttavia, per i nuotatori biologici come lo sperma, questo potrebbe non essere il caso.

In un nuovo studio, gli scienziati hanno analizzato Chlamydomonas Le alghe e i dati sugli spermatozoi umani identificano interazioni meccaniche non reciproche, che chiamano “plasticità individuale”, che contraddicono la terza legge di Newton.

entrambi Chlamydomonas Gli spermatozoi utilizzano appendici simili a capelli chiamate flagelli per muoversi. Sporgono dalla cellula, quasi come una coda, che aiuta a spingerli in avanti cambiando forma mentre interagiscono con il fluido circostante. Lo fanno in modo non reciproco, nel senso che non suscitano una risposta uguale e contraria dall’ambiente circostante e, quindi, violano la terza legge di Newton.

Tuttavia, la flessibilità flagellare non spiega completamente come una cellula sia in grado di muoversi, ed è qui che entra in gioco la strana flessibilità. Ciò consente alle cellule di far vibrare i loro flagelli senza spendere troppa energia nell’ambiente circostante, che altrimenti ne inibirebbe il movimento. .

Quanto più alto è il grado di elasticità individuale di una cellula (o modulo di elasticità individuale), tanto più il flagello può ondulare senza una significativa perdita di energia, e quindi tanto più capace è la cellula di andare avanti, in un modo che sfida la fisica.

Lo sperma e le alghe non sono le uniche cellule ad avere flagelli – molti microrganismi hanno flagelli (possono far sembrare che i batteri stiano suonando piccoli tamburi) – il che significa che è probabile che venga scoperta un’altra violazione delle regole. Il team dietro lo studio ha affermato che la capacità di comprendere e classificare le cellule o altri organismi capaci di movimenti non reciproci potrebbe essere molto utile. nuovo mondo.

Secondo uno degli autori dello studio, Kenta Ishimoto dell’Università di Kyoto in Giappone, il loro approccio potrebbe anche aiutare a progettare robot piccoli e flessibili che abbiano il potenziale per infrangere la terza legge di Newton.

Inoltre, il modulo elastico individuale può essere calcolato per qualsiasi sistema a circuito chiuso, il che significa che può essere applicato a un’ampia gamma di dati biologici, comprese le membrane elastiche attive e la dinamica di massa, spiegano gli autori nella loro conclusione.

Infrangere la legge non è mai stato utile.

Lo studio è pubblicato in Hyatt PRX.