آیا می‌توانیم ماشین ابدی بسازیم؟

در رمان «خدایگان خود» (The Gods Themselves) اثر ایزاک آسیموف، شیمیدانی گمنام در سال 2070 به بزرگترین کشف تمام دوران دست می‌یابد؛ «پمپ الکترونی» که به طور نامحدود بدون نیاز به منبع خارجی، انرژی تولید می کند. تاثیر این کشف چنان عمیق است که او به عنوان بزرگترین دانشمند تمام دوران شناخته می شود. درحالیکه تمام منابع متداول انرژی از قبیل انرژی های نفت و گاز و زغال سنگ و انرژی هسته ای و تجدیدپذیر به کناری گذاشته شده اند، جهان از انرژی رایگان لبریز شده است.

خدایگان خود
خدایگان خود

اما در این شرایط که همه جهان به دلیل این کشف بزرگ در جشن و شادی به سر می برند یک فیزیکدان که قادر به باور این اتفاق نیست از خود می پرسد که «آخر این انرژی از کجا می‌آید؟» و در نهایت پرده از راز این کشف می گشاید. این انرژی از حفره ای در فضا که جهان ما را به یک جهان موازی متصل کرده است، به درون جهان ما سرازیر شده است! و متوجه می شود این هجوم انرژی به جهان ما منجر به اتفاقاتی پی در پی و زنجیروار خواهد شد که در نهایت باعث نابودی ستاره ها وکهکشان ها شده و خورشید هم در سیر تحول خود در نهایت به یک ابر نو اختر تبدیل شده و انفجار آن کره زمین را از پهنه گیتی محو خواهد کرد.

 

چطور بود به نظرتون؟ خیلی تخیلی بود؟ شاید فکر کنید این نوع خیال پردازی ها رو فقط میشه در داستان ها و آثار هنری پیدا کرد، مثل نمونه اخیر که کریستوفر نولان در محصول سال 2014 خودش به نام «میان‌ستاره‌ای» یا Interstellar استفاده کرد: در سناریو فیلم انسان از انرژی عظیم یک سیاه چاله برای فرار از زمین که دیگه چندان قابل سکونت نبود، استفاده کرده بود.

 

ماشین هماره رونده، ماشینی با حرکت دائمی

ایده «ماشین هماره رونده» یا همون Perpetual Motion Machine از زمان های بسیار دور تا همین نزدیکی ها ذهن بسیاری از مردم رو به خودش مشغول کرده بوده.

حرکت دائمی یا Perpetual Motion به حرکتی گفته می‌شود که بدون داشتن منبع خارجی انرژی، ادامه پیدا میکنه، و یا حرکت یه ماشین فرضی که برای همیشه ادامه داره مگه اینکه در معرض یک نیروی خارجی قرار بگیره. چنین حرکتی به خاطر وجود اصطکاک ناممکن است، و وجود چنین ماشینی منجر به نقض قانون اول ترمودینامیک و یا قانون دوم ترمودینامیک میشه.

در طبیعت بعضی از حرکت ها به ظاهر دائمی دیده می‌شوند؛ مثل دوران یک سیاره در اطراف ستاره اش، ولی حتی چنین حرکتی هم در معرض عوامل میرا کننده ی مختلفی مانند طوفان‌های خورشیدی، اصطکاک محیط بین ستاره ای، جاذبه های گرانشی، تابش های گرمایی و یا تابش های الکترومغناطیسی هستند و در زمان های طولانی در حال کند شدن. و یا ماشین‌هایی هستند که انرژی خود را از منابع به ظاهر همیشگی دریافت می‌کنند، مثل جریان‌های اقیانوسی. چنین ماشین هایی تا وقتی منبع انرژی شان وجود داشته باشه، می‌تونن به حرکتشون ادامه بدن. اما ‌این موارد حرکت دائمی نیستند، چرا که از یه منبع خارجی انرژی میگیرن.

لباس ایده پردازی به تن کنیم و …

و ببینم ذهنمون تا کجا یاری میکنه برای در کردن تخیلاتی راجع به ساخت ماشینی که هر چه دیرتر از حرکت واسته؟ صرفا برای شروع ایده پردازی، چند مورد از ایده هایی که تا کنون برا چنین ماشین هایی داده شده رو باهاتون به اشتراک می‌ذارم:

Solarbotics perpetual motion marble kit
Solarbotics perpetual motion marble kit

 

۱- یه جسمی که همیشه در حال سقوط باشه: بیایم از حرکت دورانی اجرام فضایی و سیاره ها الهام بگیریم: آیا ما هم می تونیم جسمی داشته باشیم که مثل ماه همیشه در حال سقوط باشه و از اون انرژی بگیریم؟

 

 

 

 

یک ماشین ابدی بر اساس اختلاف چگالی
یک ماشین ابدی که بر اساس اختلاف چگالی میتواند کار کند

۲- جسمی که در دو محیط با چگالی های مختلف در گردشه: فرض کنید دو محیط آب و هوا رو به لطایف الحِیَلی به شکل عمودی از هم جدا کنیم و جسمی که چگالی اون از هوا بیشتر و از آب کمتر هست رو توی این دو محیط به چرخش بندازیم. وقتی این جسم توی هوا باشه به دلیل چگالی بیشترش نسبت به هوا سقوط میکنه و وقتی در آب قرار میگیره به دلیل نیروی شناوری که از طرف آب وارد میشه رو به بالا حرکت میکنه. آیا میشه با چنین ایده ای یه حرکت پایدار ایجاد کرد؟

 

 

 

چرخ ناموزون: یکی از ماشین های ابدی پیشنهادی
چرخ ناموزون: یکی از ماشین های هماره رونده ی پیشنهادی

 

۳- چرخ ناموزون: این ایده مربوط به قرن ۱۲ میلادی است، در آن وزنه هایی به صورت نامتقارن به یک چرخ وصل شدن، در نیمی از چرخ وزنه ها نزدیک به مرکز چرخ می‌افتند و در نیم دیگر وزنه ها در فاصله ی بیشتری از مرکز چرخ. با توجه به اینکه گشتاوری که وزنه های دور از مرکز به چرخ وارد میکنند،‌بزرگتر است انتظار میرود چرخ برای همیشه بچرخد.

 

 

 

 

فلاسک آب بویل: یک ماشین ابدی پیشنهاد بویل
فلاسک آب بویل: یک ماشین همراه رونده پیشنهاد بویل

 

۴- پمپ آب مویینه: در این کاسه ی آب، انتظار میره در اثر مویینگی آب در لوله به جریان بیفته. قدمت این ایده هم به چهارصد سال پیش برمیگرده و این ایده رو فلاسک خودگردان بویل هم صدا میکنن.

 

 

 

 

آیا قوانین فیزیک با این ایده ها نقض شدن؟!

این ایده ها، حرکت دائمی رو پیشنهاد میکنن، ولی اگه وارد جزئیات حرکت دقیق آنها، بشیم میبینیم که همه شان منابعی از انرژی را مصرف میکنند. تعداد ایده های این سبکی اون قدر زیاد شدن که در دهه های اخیر اداره ثبت اختراعات آمریکا اعلام کرده که چنین طرحهایی را فقط در صورتی بررسی میکند که یک مدل ساخته شده خارجی از آن وجود داشته باشد.

ولی آیا صرف اینکه چنین طرحهایی همیشه غیرمنطقی و دور از واقعیت تلقی می شدن، آیا باید دست از ایده پردازی و تخیل برداریم؟

منبع:

Physics of the Impossible, by Michio Kaku

https://en.wikipedia.org/wiki/Perpetual_motion

5 thoughts on “آیا می‌توانیم ماشین ابدی بسازیم؟

  • 03/12/2016 at 3:00 ب.ظ
    Permalink

    سلام
    می خواستم ببینم ایا این ماشین هاز میکنن . من خودم چند بار امتحان کردم اما حرکت نکرد
    لطفا علت حرکت نکردن راتوضیح دهید

    Reply
    • 29/11/2017 at 5:06 ق.ظ
      Permalink

      با سلام
      اگر دقت کنید در چرخ ناموزون درسته که وزنه های سمت راست از مرکز دورتر هستن و باید نیروی بیشتری وارد کنن ولی تعداد مهره‌های سمت چپ بیشتر از سمت راست هستند

      Reply
  • 23/04/2018 at 5:36 ب.ظ
    Permalink

    آب تو فلاسک چطوری چرخش میکنه ؟ ماکردیم نشد!!! یکی جواب بده تو تلگرتم لطفا مخم ….
    09361714946

    Reply
  • 26/04/2018 at 7:58 ق.ظ
    Permalink

    سلام اقا منم خیلی کار کردم رو این موضوع. تا الان نشده همچین چیزی ولی خیلی فیلماش هس تو اینترنت که افرادی این کارو کردن.من نمیدونم اینا اصن چجوری درست کردن. هرچی هم سعی کردم این افرادو پیدا کنم نشد. ولی هر کدوم ازین طرحا یه مشکلی دارن.به نظر میرسه یک کمیت فیزیکی ثابت در هر کدوم پیدا میشه که مانع از پویایی این چرخها میشه.در واقع سیستم همواره خودش رو در چاه پتانسیل قرار میده. در مورد اون پمپ اب مویینه هم بگم درسته که اب با خاصیت مویینگی میره بالا ولی همون خاصیت مویینگی مانع از جدا شدن اب از نوک شلنگ میشه. شکست پشت سر شکست.

    Reply
  • 06/05/2018 at 4:10 ب.ظ
    Permalink

    سلام
    طبق قانون اول ترمودینامیک ساخت ماشینی که بدون انرژی به شما انرژی بده ناممکنه،حتی کار هم نمی کنه چون شما از هیچ انرژی بدست آوردید،اما ترودینامیک می گه انرژی به وجود تمی آید و از بین هم نمی ره.
    اما بعضی دستگاه ها هستند که انرژی حرکتی شون رو از منابع انرژی مثل انرژی مغناطیسی آهن ربا می گیرن یاهم نیروی موینگی و… اما به دلیل اینکه انرژی شون کمه و بخشی از نیروشون رو صرف غلبه به اصطحکاک می کنن نیروی کمی پیدا می کنن که اگر از اون ها بخاوین انرژی بیگیرین از حرکت دست می کشن. و نهایت نیرویی که می تونن به ما بدن تنها جابه جایی مقدار اندکی از حجم هوا هستش.

    Reply

پاسخ دادن به سید طاها خادمیان لغو پاسخ

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *