Why don't perpetual motion machines ever work? - Netta Schramm

Traduttore: Asia Mattei Revisore: Chiara Polesinanti

Around 1159 A.D.,

Intorno al 1159 d.C.,

un matematico chiamato Bhaskara il Maestro

a mathematician called Bhaskara the Learned

sketched a design for a wheel containing curved reservoirs of mercury.

disegnò il progetto di una ruota a raggi cavi contenenti mercurio.

He reasoned that as the wheels spun,

Spiegò che, al girare della ruota,

the mercury would flow to the bottom of each reservoir,

il mercurio sarebbe fluito sul fondo di ogni raggio,

leaving one side of the wheel perpetually heavier than the other.

rendendo una parte della ruota più pesante dell’altra in modo perpetuo.

Lo squilibrio avrebbe permesso alla ruota di girare per sempre.

The imbalance would keep the wheel turning forever.

Bhaskara's drawing was one of the earliest designs

Il disegno di Bhaskara fu uno dei primi progetti

for a perpetual motion machine,

per una macchina a moto perpetuo,

un congegno che può funzionare indefinitamente

a device that can do work indefinitely without any external energy source.

senza alcuna fonte esterna di energia.

Imagine a windmill that produced the breeze it needed to keep rotating.

Immagina un mulino a vento che producesse la brezza che gli serve per ruotare.

O una lampadina la cui luce fornisse la propria elettricità.

Or a lightbulb whose glow provided its own electricity.

Questi congegni hanno attirato l’attenzione di molti inventori

These devices have captured many inventors' imaginations

perché potrebbero trasformare il nostro rapporto con l’energia.

because they could transform our relationship with energy.

For example, if you could build a perpetual motion machine

Se si potesse costruire una macchina a moto perpetuo

that included humans as part of its perfectly efficient system,

che includesse l’uomo nel suo sistema perfettamente efficiente,

it could sustain life indefinitely.

potrebbe sostenere la vita indefinitamente.

C’è solo un problema.

There's just one problem.

Non funzionano.

They don't work.

Ideas for perpetual motion machines

Le idee per le macchine a moto perpetuo

all violate one or more fundamental laws of thermodynamics,

violano tutte una o più leggi fondamentali della termodinamica,

il ramo della fisica che descrive la relazione

the branch of physics that describes the relationship

between different forms of energy.

tra le diverse forme di energia.

The first law of thermodynamics says that energy can't be created or destroyed.

Secondo la prima legge della termodinamica

l’energia non può essere creata o distrutta.

You can't get out more energy than you put in.

Non si può ricavare più energia di quanta ne venga inserita.

That rules out a useful perpetual motion machine right away

Ciò esclude immediatamente una macchina a moto perpetuo che sia utile

perché una macchina potrebbe produrre solo tanta energia quanta ne consuma.

because a machine could only ever produce as much energy as it consumed.

Non ne rimarrebbe per ricaricare un’auto o un telefono.

There wouldn't be any left over to power a car or charge a phone.

But what if you just wanted the machine to keep itself moving?

Ma se volessimo solo che la macchina si mantenesse in movimento?

Inventors have proposed plenty of ideas.

Gli inventori hanno proposto molte idee.

Several of these have been variations on Bhaskara's over-balanced wheel

Alcune di queste sono varianti della ruota di Bhaskara

with rolling balls or weights on swinging arms.

con delle sfere o dei pesi all’interno dei bracci.

None of them work.

Nessuna di queste funziona.

Anche le parti in movimento che rendono un lato più pesante

The moving parts that make one side of the wheel heavier

spostano il proprio baricentro più in basso rispetto all’asse.

also shift its center of mass downward below the axle.

Con un baricentro basso,

With a low center of mass,

the wheel just swings back and forth like a pendulum,

la ruota oscilla solo avanti e indietro come un pendolo,

fino a fermarsi.

then stops.

Se usassimo un approccio diverso?

What about a different approach?

Nel XVII secolo, Robert Boyle ebbe l’idea

In the 17th century, Robert Boyle came up with an idea

for a self-watering pot.

per un vaso autoalimentato.

He theorized that capillary action,

Ipotizzò che la capillarità,

the attraction between liquids and surfaces

l’attrazione tra liquidi e superfici

that pulls water through thin tubes,

che spinge l’acqua all’interno di un tubo sottile,

might keep the water cycling around the bowl.

potesse mantenere la circolazione dell’acqua all’interno della ciotola.

But if the capillary action is strong enough to overcome gravity

Ma se la capillarità è abbastanza forte da vincere la gravità

e far risalire l’acqua,

and draw the water up,

it would also prevent it from falling back into the bowl.

potrebbe anche impedire che essa ricada nella ciotola.

Ci sono poi delle versioni con magneti, come questa serie di rampe.

Then there are versions with magnets, like this set of ramps.

The ball is supposed to be pulled upwards by the magnet at the top,

La sfera dovrebbe essere tirata verso l’alto dal magnete in cima,

ricadere attraverso il buco

fall back down through the hole,

e ripetere il ciclo.

and repeat the cycle.

This one fails because like the self-watering pot,

Questo non funziona perché, come per il vaso autoalimentato,

the magnet would simply hold the ball at the top.

il magnete tratterrebbe semplicemente la sfera in cima.

Anche se continuasse a muoversi,

Even if it somehow did keep moving,

the magnet's strength would degrade over time

la forza del magnete si esaurirebbe nel tempo

e alla fine smetterebbe di funzionare.

and eventually stop working.

For each of these machines to keep moving,

Per continuare a muoversi,

they'd have to create some extra energy

queste macchine dovrebbero creare un’energia aggiuntiva

to nudge the system past its stopping point,

per spingere il sistema oltre il suo punto di arresto,

infrangendo la prima legge della termodinamica.

breaking the first law of thermodynamics.

Ce ne sono alcune che sembra che continuino a muoversi,

There are ones that seem to keep going,

but in reality, they invariably turn out to be drawing energy

ma in realtà, alla fine ricavano energia

from some external source.

da una qualche fonte esterna.

Anche se gli ingegneri progettassero una macchina

Even if engineers could somehow design a machine

that didn't violate the first law of thermodynamics,

che non violasse la prima legge della termodinamica,

it still wouldn't work in the real world because of the second law.

non funzionerebbe nel mondo reale per via della seconda legge.

The second law of thermodynamics

La seconda legge della termodinamica

tells us that energy tends to spread out through processes like friction.

dice che l’energia tende a dissiparsi attraverso processi come l’attrito.

Any real machine would have moving parts

Qualsiasi macchina reale ha parti in movimento

or interactions with air or liquid molecules

o interazioni con molecole d’aria o di liquido

that would generate tiny amounts of friction and heat,

che generano piccole quantità di attrito o calore,

persino nel vuoto.

even in a vacuum.

That heat is energy escaping,

Quel calore è energia che sfugge,

and it would keep leeching out,

e continua a filtrare,

reducing the energy available to move the system itself

riducendo l’energia disponibile per muovere il sistema stesso

until the machine inevitably stopped.

finché la macchina non può che fermarsi.

Finora, queste due leggi della termodinamica

So far, these two laws of thermodynamics

have stymied every idea for perpetual motion

hanno ostacolato ogni idea per il moto perpetuo

e i rispettivi sogni riguardo la generazione di energia.

and the dreams of perfectly efficient energy generation they imply.

Yet it's hard to conclusively say we'll never discover a perpetual motion machine

Ma è difficile dire che non scopriremo mai una macchina a moto perpetuo

because there's still so much we don't understand about the universe.

perché c’è ancora così tanto che non sappiamo dell’universo.

Perhaps we'll find new exotic forms of matter

Forse scopriremo nuove insolite forme di materia

that'll force us to revisit the laws of thermodynamics.

che ci costringeranno a rivisitare le leggi della termodinamica.

Or maybe there's perpetual motion on tiny quantum scales.

O forse c’è un moto perpetuo su piccole scale quantistiche.

What we can be reasonably sure about is that we'll never stop looking.

Ciò di cui possiamo essere certi è che non ci fermeremo qui.

For now, the one thing that seems truly perpetual is our search.

Per ora, l’unica cosa davvero perpetua è la nostra ricerca.