Perpetuum machine – het is leuk om dat te zeggen. Voor sommige mensen bevatten perpetuum machines het geheim van eeuwigdurende gratis energie die de wereld zal redden. Voor hen is het een machine die net buiten ons bereik ligt. Als we ons ontwerp maar een klein beetje konden aanpassen, zou het werken. Voor anderen (zoals ik) zijn perpetuum mobile machines onmogelijk – ze passen niet in onze beproefde ideeën over het behoud van energie. Toch kunnen ze een leuke puzzel opleveren, zoals je hierboven ziet.
OK, wat is nu precies een perpetuum mobile machine? Het basisidee is dat deze machines op de een of andere manier (bijvoorbeeld met een draaiend wiel) eeuwig kunnen werken zonder energiebron. Dat is niet zo onmogelijk, alleen niet erg gemakkelijk (aangezien machines altijd energie verliezen door wrijving). Een betere perpetuum mobile machine werkt niet alleen eeuwig, maar heeft ook een positieve energie-output (al is het maar een klein beetje) zodat hij de wereld kan redden – maar zoals ik al zei, die bestaan niet.
Het energieprobleem
Waarom werken perpetuum mobile machines niet? Het heeft allemaal met energie te maken. Kort gezegd, energie is een grootheid die we voor een systeem kunnen berekenen. Het blijkt dat door de manier waarop we energie definiëren, deze grootheid niet verandert voor een systeem dat geen externe interacties heeft. Dat is, in een notendop, energiebehoud (waarbij “behoud” betekent “verandert niet”). Energie is niet echt – het is gewoon iets dat werkt. Het werkt keer op keer. Het werkt zo goed dat als we een geval vinden waarin het niet werkt, we op zoek gaan naar een soort ontbrekende energie (en die vinden we).
OK, dus nu hebben we een perpetuum mobile systeem. In theorie zou een “echte” perpetuum mobile machine geen energie toevoegen aan het systeem, maar wel energie afgeven – eeuwig. Hoe testen we dit? De beste manier is om de machine te isoleren, zodat we zeker weten dat er geen energie bijkomt. Dat betekent het blokkeren van licht, radiogolven, microgolven, magnetische velden en thermische temperatuurverschillen. Laat het ding zelfs niet schudden. Als je het volledig kan isoleren en het heeft nog steeds een energie output, dan heb je alles veranderd wat we weten over fysica. Gefeliciteerd. Je verdient nu wel een ijsje.
Kijken naar deze specifieke machine
Nu de puzzel. Hoe werkt deze specifieke machine? Het is duidelijk geen echte perpetuum mobile machine. Er is een truc voor nodig. Ik zou graag met dit ding spelen, maar ik heb alleen een video. Als ik wat dingen zou kunnen proberen, zou ik willen zien of hij werkt zonder licht aan. Ik zou ook willen kijken of ik temperatuurverschillen kan meten. Vergeet niet dat dit ding niet veel energie nodig heeft voor een louter draaiend wiel. Als de wrijving laag genoeg is, hoef je echt niet veel energie toe te voegen.
Met dat gezegd hebbende, ga ik een beetje gissen hoe dit werkt. Hier zijn mijn ideeën.
Temperatuurverschil. Er is een klein temperatuurverschil tussen de boven- en onderkant van het apparaat. Dit betekent dat er ofwel een convectiestroom of een soort uitzettend gas kan zijn dat dit wiel kan laten draaien. Een andere optie zou zijn om dit temperatuurverschil te gebruiken om een thermo-elektrisch apparaat aan te drijven (en hier is hoe die werken).
Zonne-energie. Niet echt aangedreven door zonne-energie met een zonnecel en een motor – dat ligt misschien te veel voor de hand. In plaats daarvan zou het zonne-energie kunnen gebruiken als een methode voor differentiële verwarming. Ja, dit zou net zo zijn als het vorige idee, tenzij het een soort echte zonnecel gebruikt (die ik niet zie).
Een verdomde batterij. Ja, dit is een reële mogelijkheid. In dat stomme wiel kan een batterij zitten die het lang genoeg laat draaien zodat niemand het merkt. Het zou me niet verbazen als het een batterij is met al die andere dingen erbij als afleiding.
Ik denk dat we nooit zullen weten hoe het werkt-tenzij ik die brief met het antwoord in handen krijg.
Maar als je erover nadenkt, is deze perpetuum mobile machine een geweldig voorbeeld van de aard van de wetenschap. De machine is het echte leven, en wij (de mensen) proberen uit te vinden hoe hij werkt. We komen met verschillende ideeën en vinden dan een manier om te testen of onze ideeën legitiem zijn. Stel dat ik denk dat de sukkel op zonne-energie werkt. Als dat inderdaad zo is, kan ik de machine bedekken met een doek en dan zou hij moeten stoppen met werken. Natuurlijk zouden we nooit echt weten of we gelijk hadden over hoe het werkte, maar je zou het wel weten als je ongelijk had – als de “test” niets deed.
Het is dus niet alleen een puzzel – het is een artistieke uitdrukking van de aard van de wetenschap.
More Great WIRED Stories
- Foto-essay: Spot de verborgen beelden in deze psychedelische landschappen
- Deze natuurkundigen keken 14 jaar achter elkaar hoe een klok tikte
- Apples plannen om kunstmatige intelligentie naar je telefoon te brengen
- Het is tijd om enthousiast te worden over de toekomst van pc’s. (Ja, pc’s.)
- 4Chan wordt 15 en blijft de tiener van het internet
- Op zoek naar meer? Meld je aan voor onze dagelijkse nieuwsbrief en mis nooit meer onze nieuwste en beste verhalen