Не так давно исследователи выяснили, что сперматозоиды человека не поддаются третьему закону Ньютона, который в широких массах известен как закон равенства действия и противодействия. Этот закон утверждает, что при воздействии одного объекта на другой с определенной силой он сталкивается с таким же по силе противодействием, которое направлено в противоположную сторону. К примеру, если человек давит на стену своим телом, то абсолютно с такой же силой стена давит на него. Однако сперматозоиды непонятным образом обходят данный закон. Они легко скользят в вязких веществах, не чувствуя никакого сопротивления. В этой статье я расскажу вам о том, почему человеческие сперматозоиды нарушают один из главных законов физики, а также какие еще организмы способны обходить третий закон Ньютона.
Из-за чего сперматозоиды не сталкиваются с сопротивлением
В ходе последних исследований ученые изучали сперматозоиды человека и водоросли Chlamydomonas. Как оказалось, у них выявили невзаимные взаимодействия, которые нарушают законы физики. Дело в том, что в обоих случаях эти клетки используют специальные жгутики, чтобы передвигаться в вязких жидкостях. Они похожи на волосоподобные придатки. Но, если следовать третьему закону Ньютона, они не должны так легко передвигаться, так как подобные жидкости рассеивают энергию жгутика.
Однако на самом деле клетки двигаются с помощью своих жгутиков без какого-либо противодействия. Более того, они практически не тратят энергию на движение в такой среде. Во время изучения ученые выявили определенную особенность жгутиков, которая заключается в высокой эластичности. Однако она не может полностью объяснить их волнообразные движения в вязкой среде. Позже они даже обнаружили необычную внутреннюю механику сперматозоидов и создали новый термин: «нечетный модуль упругости». Данная информация была опубликована в журнале PRX Life. Как оказалось, чем выше этот показатель у жгутиков, тем проще они могут изменять свою форму без потери энергии. Простыми словами, именно от этого зависит их эффективность движения в вязкой среде.
Какие еще организмы способны обходить третий закон Ньютона
Передвигаться с помощью жгутиков могут не только человеческие сперматозоиды и водоросли. Такие жгутики есть и у многих микроорганизмов. Ученые подозревают, что у таких организмов найдутся другие нарушения привычных законов физики. В 1686 году, когда Ньютон только описывал физические законы, он пытался объяснить связь между объектами и силами, действующими на него. Для этого он воспользовался определенными принципами. Однако спустя много лет выяснилось, что далеко не всегда они могут применяться в природе. Проще говоря, некоторые физические системы никак не связаны с симметриями, на которых и создавал законы Ньютон.
К примеру, определенные птицы и насекомые довольно часто создают собственную энергию, из-за чего вся система отклоняется от равновесия. Именно по этой причине симметричные правила, разработанные Ньютоном, не действуют. Это наблюдается у шмелей. Дело в том, что их тело слишком массивное для таких маленьких крыльев. На протяжении многих лет ученые были убеждены в том, что, согласно физическим законам, они вообще не должны были летать. Их маленькие крылья не могут создать достаточную подъемную силу. Однако шмели об этом вообще не подозревают.
Полет шмелей во многом отличается от движения самолетов, которые подчиняются законам симметрии. Крылья насекомых определенным образом изгибаются и даже создают завихрения, обладающие подъемной силой. Авторы последнего исследования убеждены, что изучение клеток и микроорганизмов, способных к невзаимному движению, является очень важным процессом для современной науки. По их словам, эта информация может помочь в создании особых эластичных роботов, которые тоже смогут нарушать законы физики.