Các định luật vật lý đã bị vi phạm (hoặc có vẻ như đã bị vi phạm) bởi đủ thứ, từ việc giữ thăng bằng cho những tảng đá cho đến căn hộ ở Seinfeld, và bây giờ là bởi tinh trùng của con người. Những kẻ vi phạm pháp luật mới nhất đang thách thức định luật chuyển động thứ ba của Newton, làm biến dạng cơ thể của họ khi bơi theo cách không gây ra phản ứng nào từ môi trường xung quanh.

Định luật thứ ba của Newton phát biểu rằng khi một vật tác dụng một lực lên vật khác thì vật thứ hai tác dụng một lực bằng và ngược chiều lên vật đó. Nói cách khác: “Đối với mọi hành động đều có phản ứng bình đẳng và ngược chiều”. Tuy nhiên, đối với những động vật bơi lội sinh học như tinh trùng, điều này có thể không xảy ra.

Trong một nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã phân tích Chlamydomonas Tảo và dữ liệu về tế bào tinh trùng của con người xác định các tương tác cơ học không tương hỗ mà họ gọi là “độ dẻo cá thể”, mâu thuẫn với định luật thứ ba của Newton.

cả hai Chlamydomonas Tế bào tinh trùng sử dụng các phần phụ giống như tóc gọi là roi để di chuyển. Chúng nhô ra khỏi tế bào, gần giống như một cái đuôi, giúp đẩy chúng về phía trước bằng cách thay đổi hình dạng khi chúng tương tác với chất lỏng xung quanh. Họ làm như vậy theo cách không có đi có lại, có nghĩa là họ không tạo ra phản ứng bình đẳng và trái ngược từ môi trường xung quanh và do đó, vi phạm định luật thứ ba của Newton.

Tuy nhiên, tính linh hoạt của roi không giải thích đầy đủ cách tế bào có thể di chuyển và đây là lúc tính linh hoạt kỳ lạ phát huy tác dụng. Điều này cho phép các tế bào rung động tiên mao của chúng mà không tiêu tốn quá nhiều năng lượng cho môi trường xung quanh, điều này sẽ ức chế sự chuyển động của chúng. .

Mức độ đàn hồi riêng lẻ của tế bào (hoặc mô đun đàn hồi riêng lẻ) của tế bào càng cao thì roi càng có khả năng nhấp nhô mà không bị mất năng lượng đáng kể, và do đó tế bào càng có khả năng di chuyển về phía trước theo cách thách thức vật lý.

Tinh trùng và tảo không phải là những tế bào duy nhất có roi – nhiều vi sinh vật có roi (chúng có thể khiến vi khuẩn trông giống như đang chơi trống nhỏ) – điều đó có nghĩa là một hành vi vi phạm quy tắc khác có thể sẽ được phát hiện. Nhóm nghiên cứu cho biết khả năng hiểu và phân loại tế bào hoặc các sinh vật khác có khả năng di chuyển không qua lại có thể rất hữu ích. thế giới mới.

Theo một trong những tác giả của nghiên cứu, Kenta Ishimoto của Đại học Kyoto, Nhật Bản, cách tiếp cận của họ cũng có thể giúp thiết kế những robot nhỏ, linh hoạt có khả năng phá vỡ định luật thứ ba của Newton.

Hơn nữa, mô đun đàn hồi riêng lẻ có thể được tính toán cho bất kỳ hệ thống vòng kín nào, có nghĩa là nó có thể được áp dụng cho nhiều loại dữ liệu sinh học, bao gồm màng đàn hồi hoạt động và động lực học khối, các tác giả giải thích trong kết luận của họ.

Việc vi phạm pháp luật không bao giờ có ích.

Nghiên cứu được công bố trên Hyatt PRX.