Imagine dois astronautas solitários em uma estação espacial em um acidente. Em um ambiente fantasmagórico, frio, úmido e sombrio, um trabalho difícil de recuperar o equipamento. Durante esse processo, um deles revela uma simples porca de borboleta, que, assim que se solta, continua seu movimento, flutuando em silêncio pelo ambiente sem gravidade. De repente, ela dá um estranho completamente em algum lugar e se vira novamente normalmente. Então faz isso de novo. E novamente. O que isso te pareceu? Uma assustadora? Um astronauta é lote? Um fenômeno da física? Ou o mais puro bizarro espacial? Pois saiba que isso realmente aconteceu. Um efeito tão estranho que parece falhar na matriz. Mas não é mágico – é físico. E foi descoberto graças a um curioso cosmonaut soviético e uma noz solta na estação Salyut 7. Este fenômeno ficou conhecido como Efeito Dzhanibekov – ou, para o íntimo da física, Teorema da raquete de tênis.
Esse nome um tanto estranho descreve um comportamento igualmente estranho: um objeto aparentemente girando silenciosamente em torno de um eixo, do nada, muda de orientação como um deputado do século. E para confundir ainda mais físicos e analistas políticos, continua a mudar sua direção de tempos em tempos. Agora apontando para a direita, às vezes para a esquerda. Mas esse comportamento incomum, que parece aleatório, é perfeitamente explicado pela ciência, diferentemente dos políticos. O efeito Dzhanibekov é governado por rigorosas leis matemáticas, estabelecidas muito antes da era espacial.
Mas vamos voltar ao ápice desta história … em junho de 1985, os cosmonauts Vladimir Dzhanibekov e Viktor Savinykh foram enviados para o espaço, para a missão épica de resgatar a estação espacial soviética Salyut 7que haviam sofrido uma pausa meses antes. Lá eles encontraram o laboratório espacial em uma petição de miséria: um acidente elétrico desligou a luz e o aquecimento. Havia escuridão, gelo e trabalho duro em todos os lugares. Enquanto executava uma de suas tarefas de reparo, Dzhanibekov, meio que desejando sem querer, descarregou uma noz de borboleta, que, pela inércia e ausência de gravidade, estava girando no ar. Foi quando ele notou algo extraordinário. A noz girou estável por alguns segundos … e de repente voltou ao ar, como se estivesse em algum lugar. Então ele voltou ao movimento inicial. E ele repetiu o comportamento em um ciclo bizarro, hipnótico – e completamente inesperado. Dzhanibekov gravou o fenômeno do vídeo e fez o que qualquer bom cientista faria: ele chamou seu colega Savinykh e começou a investigar.
O vídeo seria divulgado apenas publicamente anos depois, no início dos anos 2000, e rapidamente se tornou um assunto em listas de discussões, fóruns científicos e – mais tarde – mesmo em Orkut. Entre os físicos, o fascínio era técnico. Entre os entusiastas, a dúvida era: como algo tão simples pode se comportar tão bizarramente? Os teóricos da conspiração foram mais longe-viram lá de falhas espaciais para prenunciar uma cambalhota semelhante na rotação da terra (!). Mas a explicação, felizmente, era muito mais elegante – e já conhecida desde o século XIX.
O que Dzhanibekov observou foi uma aplicação prática de um princípio físico clássico: a rotação instável ao redor Eixo intermediário de inércia ou Teorema da raquete de tênis. E, ao contrário do que pode parecer, o nome do teorema não significa que o fenômeno atinge um rarking diante da física!
Imagine uma raquete de tênis: você não terá dificuldade em jogá -lo girando em torno do seu maior eixo. Da mesma forma, se isso vira de lado, em torno do menor eixo. Mas se você tentar fazê -lo girar a frente, ao redor do eixo intermediário, ele começará a dar cambalhotas loucas, como o Vampeta comemorando a Penta. A explicação para isso envolve o momento de inércia de rotação e as forças centrífugas envolvidas. Mas o resultado é que a rotação de qualquer corpo ao redor de seu eixo intermediário é sempre instável, e isso não depende do ar ou da gravidade. Ocorre com a raquete, a noz Dzhanibekov ou com o telefone, aqui na Terra e no espaço.
[ Rotação de uma raquete de tênis em torno de seu maior eixo (ê1), eixo intermediário (ê2) e menor eixo (ê3). Note que quando rotacionada ao redor do eixo intermediário, a rotação é instável, gerando uma meia volta em torno do maior eixo – Créditos: Cmglee / wikimedia.org]
Essa instabilidade já havia sido percebida por Louis Poinsot em 1834 e pode ser descrito matematicamente através das equações de Euler. Mas mesmo Dzhanibekov, ninguém observou esse efeito tão claramente e prolongado. Era necessário estar no espaço, sem a interferência da gravidade, para que a física revelasse toda a beleza de seu aparente caos. Uma porca giratória se tornou uma classe prática de mecânica clássica.
Ok, mas eu geralmente não viajo para o espaço, então como o efeito Dzhanibekov afeta minha vida ou nossa vida? “Bem, esse tipo de comportamento é crucial para entender o Estabilidade rotacional de satélites, sondas e estações espaciais. Projetar sistemas que mantêm a orientação correta de um objeto no espaço requer conhecimento preciso sobre momentos de inércia e quais rotações são seguras ou perigosas. O efeito Dzhanibekov nos lembra que mesmo a rotação de um parafuso pode se tornar um problema orbital – ou uma oportunidade educacional.
É assim que a exploração do cosmos pode trazer à tona conceitos antigos e esquecidos da física, mas eles ganham importância fundamental na conquista do espaço. No século XX, uma noz flutuante mostrou que sempre há algo a aprender, mesmo com os fenômenos já descritos nos livros. O espaço, com ausência de limites, torna -se um estágio perfeito para a física, sem interferência. E, às vezes, essa dança inclui pirrouetas que ficam de surpresa.
Fenômenos como o efeito Dzhanibekov nos lembram algo essencial: a ciência não apenas depende de computadores e fórmulas – precisa de olhos próximos, mentes curiosas e até um pouco de sorte. Vladimir Dzhanibekov poderia ter ignorado os pequenos pontos da noz. Poderia ter considerado um detalhe irrelevante, um bizarro espacial. Mas não. Ele se registrou, compartilhou e nos permitiu redescobrir a beleza da física em ação. E é exatamente por isso que exploramos o espaço. Porque mesmo em uma simples rotação no vazio, uma nova maneira de ver o universo pode estar oculta.