În 1907, Albert Einstein a prezentat lumii un adevăr surprinzător despre universul nostru. El și-a dat seama că gravitația nu este atât de ciudată și misterioasă pe cât pare. Mai degrabă este același lucru cu accelerația – o forță la care suntem foarte obișnuiți să ne gândim în mod obișnuit. A numit-o principiul echivalenței și, în curând, acest concept revelator avea să se transforme în teoria relativității generale. Restul, așa cum se spune, este istorie.
Experții de la Institutul de Tehnologie din California au prezentat, zilele trecute, un nou studiu despre gravitație – unul asociat geniului Renașterii, Leonardo da Vinci.
Se pare că Leonardo da Vinci nu numai că picta capodopere uimitoare la sfârșitul secolului al XV-lea și începutul secolului al XVI-lea, cum ar fi „Cina cea de Taină” și „Mona Lisa”, dar făcea și propriile sale experimente gravitaționale. De ani de zile, el a mâzgălit ecuații și desene despre forța evazivă care ne ancorează pe Pământ, scrise în italiană veche în caiete precum Codex Arundel, publicat recent.
Le-a făcut chiar și cu semnătura sa faimoasă, codificată, spun cercetătorii.
Da Vinci, înaintea lui Newton şi Einstein
În însemnările sale, Leonardo da Vinci începuse să descifreze strania corelație dintre gravitație și accelerație – similară cu ceea ce Einstein a făcut aproximativ 400 de ani mai târziu.
Ideile lui da Vinci despre gravitație au precedat chiar și anunțul oficial al lui Isaac Newton privind legea universală a gravitației, din 1687, și legea lui Galileo Galilei care dictează modul în care se comportă obiectele care cad într-un câmp gravitațional, lansată în 1604.
„Faptul că s-a confruntat cu această problemă în acest mod – la începutul anilor 1500 – demonstrează cât de vizionar era Da Vinci”, a declarat Mory Gharib, profesor de aeronautică și inginerie medicală la Caltech și autor principal al lucrării publicate în revista Leonardo.
Tancul, drona și elicopterul lui Leonardo da Vinci. Proiectele militare care au uimit lumea
Ulciorul cu apă și alte experimente
Iată un scurt experiment de gândire despre cum sunt legate gravitația și accelerația, în viziunea lui da Vinci.
Imaginați-vă că vă aflați într-un lift nemișcat pe Pământ. OK, acum imaginați-vă că stați într-un lift din spațiu care accelerează în sus cu o forță exact echivalentă cu forța gravitației (9,8 metri/secundă^2).
Dacă nu ar exista ferestre la acest lift, cum ați putea să vă dați seama dacă vă aflați în cel spațial sau în cel de pe Pământ?
Lipsa de greutate pe Pământ în prezența gravitației se simte la fel ca lipsa de greutate în spațiu în ceea ce am considera în mod normal „gravitație zero”. Altfel spus, ce este până la urmă gravitația?
Ei bine, cu riscul de a simplifica, este doar un mod sofisticat de a ne gândi la lucruri care interacționează în timp ce accelerează în direcții diferite.
Un mod de a ne gândi la acest lucru este că, dacă o minge se rostogolește orizontal spre marginea prăpastiei, odată ce ajunge la capătul acesteia, nu va fi trasă în jos de o forță ciudată și nevăzută.
Mitraliera, parașuta și roboții lui Leonardo da Vinci. Cele mai spectaculoase invenții ale sale
Doar că nu ar mai exista o stâncă care să țină mingea în sus, astfel încât traiectoria sa și, prin urmare, direcția de accelerație, nu ar mai putea fi pur orizontală. În schimb, bila ar accelera pe o traiectorie verticală.
Și, potrivit studiului, da Vinci a fost la curent cu acest ultim aspect.
Totuși, în loc să se gândească la stânci, el se gândea la un ulcior cu apă și nisip care se deplasează pe o traiectorie dreaptă, paralelă cu solul.
În notițele sale, el afirmă în mod specific că apa sau nisipul care cad din ulcior ar începe să accelereze pe măsură ce cade pe pământ și că accelerația sa, nefiind influențată de ulcior, ar fi îndreptată în jos.
Mișcările apei sau ale nisipului au fost reprezentate grafic pe diagrame care arată ca niște triunghiuri.
„Ceea ce mi-a atras atenția a fost atunci când a scris „Equatione di Moti” pe ipotenuza unuia dintre triunghiurile schițate – cel care era un triunghi dreptunghic isoscel”, a spus Gharib, o frază care se traduce prin egalizarea mișcărilor, „am devenit interesat să văd ce a vrut să spună Leonardo prin această frază”.
Notele sale sugerează, de asemenea, că a început să încerce să descrie matematic mecanismele interne ale obiectului în cădere în timp în general, încercând să măsoare modul în care obiectele în cădere creșteau în accelerație pe măsură ce treceau secundele. Acest lucru este legat de teoriile gravitaționale prezentate și de Newton și Galileo.
Pentru a vedea ecuațiile lui da Vinci din perspectiva personală a artistului, Gharib și colegii săi cercetători au decis să folosească modele computerizate pentru a realiza ei înșiși experimentul. Da Vinci a modelat distanța obiectului în cădere ca fiind proporțională cu exponentul 2 la puterea t, unde t reprezintă timpul necesar pentru ca un obiect să cadă.
Aceștia au vrut să vadă dacă numerele se potrivesc, în ciuda faptului că modelele teoretice ale lui da Vinci nu respectă proporțiile stabilite în cele din urmă pentru obiectele în cădere prin legea căderii lui Galilei. (Galilei a afirmat că distanța obiectului în cădere este proporțională cu pătratul lui t.)
„Este greșit”, a declarat Chris Roh, profesor asistent la Universitatea Cornell și co-autor al studiului. „Dar am aflat ulterior că a folosit acest tip de ecuație greșită în mod corect”.
În plus, da Vinci nu avea chiar același calibru de instrumente cu care să lucreze ca oamenii de știință de mai târziu atunci când măsura variabile precum timpul.
Nu pot să nu mă gândesc la ceea ce ar fi descoperit dacă ar fi trăit astăzi, într-o lume în care avem la dispoziție computerele cuantice, ChatGPT și ceasurile atomice.
Cum să construieşti catapulta inventată de Leonardo da Vinci