로봇이 구부러진 우주의 허공을 헤엄칠 수 있음을 보여줍니다: ScienceAlert

우주비행사들이 갑자기 성간 공허 속으로 표류한다면, 그들은 공허의 안식처를 향해 팔다리를 발로 차고 흔들며 몸을 안전한 곳으로 밀어내야 할 것입니다.

불행히도 물리학은 용서하지 않고 영원히 희망 없이 떠다니게 합니다. 우주가 충분히 휘었다면 그들의 패배는 무의미하지 않았을지도 모른다.

우리가 지구를 당기기 위해 떠나기 수 세기 전에, 아이작 뉴턴은 사물이 움직이는 이유를 간결하게 설명했습니다. 그것이 가스를 내뿜거나, 그것을 단단한 바닥에 밀거나, 액체에 대해 지느러미를 휘두르거나, 작용의 운동량은 관련된 요소의 합에 의해 유지되어 몸을 앞으로 나아가게 하는 반작용을 생성합니다.

새의 날개 주위의 공기나 물고기의 꼬리 주위의 물을 제거하면 각 날개의 힘이 다른 방향과 마찬가지로 한 방향으로 밀릴 것이고 가난한 동물은 목적지를 향한 그물 움직임 없이 약하게 펄럭이게 됩니다.

21세기 초반, 물리학자를 고려하십시오 이 규칙의 허점. 이 운동이 일어나는 3차원 공간이 곡선이라면 물체의 모양이나 위치의 변화는 운동량이 교환되는 일반적인 규칙을 반드시 따르지는 않습니다. 즉, 동기가 필요하지 않습니다.

시공간 자체의 곡선 기하학은 물체의 왜곡(오른쪽 발차기, 펄럭임 또는 펄럭임)을 의미할 수 있습니다. 결국 위치의 순미한 변화를 볼 수 있습니다.

반면 시공간의 곡률이 운동에 영향을 미친다는 생각은 바위가 땅에 떨어지는 것을 보는 것처럼 간단합니다. 아인슈타인은 한 세기 전에 그의 책에서 이것을 다루었습니다. 일반 상대성 이론.

그러나 변형된 공간의 구불구불한 언덕과 계곡이 신체의 자체 추진 능력에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지를 보여주는 것은 완전히 다른 볼 게임입니다.

직장에서 이것을 참고하여 가장 가까운 우주 우회로 이동하지 않고 블랙홀Georgia Institute of Technology, Cornell University, University of Michigan 및 University of Notre Dame의 연구원 팀은 실험실에서 곡선 공간 모델을 구축했습니다.

구형 공간의 기계적 버전은 궤도의 아치형 교차로를 따라 달리는 모터 추진 블록 세트로 구성됩니다. 회전하는 암에 부착된 전체 설정은 중력과 마찰 저항이 최소화되는 방식으로 배치됩니다.

회전하는 팔의 궤적을 따라 움직이는 “우주” 수영 선수. (조지아테크)
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질량은 우리의 다소 평평한 우주를 지배하는 물리학과 깨지지 않았지만 시스템은 균형을 이루어 경로의 굴곡이 극적으로 곡선 공간과 같은 종류의 효과를 낼 것입니다. 또는 팀은 예상했습니다.

로봇이 움직일 때 중력, 마찰 및 굽힘의 조합이 공간의 기하학으로 가장 잘 설명될 수 있는 고유한 속성을 가진 동작으로 결합되었습니다.

“우리는 모양을 바꾸는 물체를 가장 단순한 곡선 공간인 구에서 움직이게 하여 곡선 공간에서의 움직임을 체계적으로 연구합니다.” 말한다 조지아 공대의 물리학자 집 로클린.

“우리는 너무 반직관적이어서 일부 물리학자들에 의해 거부된 예상 효과가 발생했음을 배웠습니다. 로봇이 모양을 바꾸면 환경 상호 작용에 기인할 수 없는 방식으로 구체 주위를 앞으로 움직였습니다.”

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효과는 작지만 이론에 따라 이러한 실험 결과를 사용하면 우주의 곡률이 중요한 영역에서 기술을 더 잘 배치하는 데 도움이 될 수 있습니다. 지구 중력뿐만 아니라 완만한 회귀의 경우에도 억제된 운동이 장기적으로 초미세 위치를 어떻게 변경할 수 있는지 이해하는 것이 점점 더 중요해질 수 있습니다.

물론 물리학자들은 연료가 없는 길을 가고 있었습니다.”불가능한 엔진‘ 전에. 실험에서 작은 가상의 힘은 왔다 갔다 하며, 그 배후에 있는 이론의 타당성에 대한 논쟁을 끝이 없습니다.

더 정밀한 기계를 사용하는 더 많은 연구는 우주의 날카로운 가장자리를 헤엄치는 복잡한 효과에 대한 더 많은 통찰력을 드러낼 수 있습니다.

현재로서는 불쌍한 우주 비행사를 둘러싼 공허의 완만한 경사가 산소가 고갈되기 전에 그가 안전한 피난처에 도달하는 것을 볼 수 있을 만큼 충분하기를 바랄 뿐입니다.

이 연구는 PNAS.

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