Cientistas descobrem que o som tem massa (e é negativa)

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O som tem massa negativa e tudo o que está à sua volta está constantemente se movendo para cima e para baixo – embora muito lentamente, como uma estranha fonte de gravidade negativa ou “antigravidade”.

Esta é a principal conclusão de um novo estudo, realizado na Universidade de Colúmbia nos EUA e disponibilizado no dia 23 de julho em pré-publicação no arXiv.

A descoberta destrói todo o nosso conhecimento convencional sobre as ondas sonoras, ondulações sem massa que atravessam a matéria, dando às moléculas uma espécie de empurrão, mas balanceando qualquer movimento ascendente com outro movimento descendente igual e oposto.

Os cientistas defendem no novo estudo que este é um modelo simples que explica o comportamento do som na maioria das circunstâncias, mas não se aplica a todos os caos.

Fenômeno “antigravidade”

Quando o som se propaga através do ar, as moléculas à sua volta vibram, mas essa vibração não pode ser facilmente descrita pelo movimento das próprias moléculas.

Em vez disso, e assim como as ondas de luz podem ser descritas como fônons, os fônons são as unidades de vibração usadas para descrever as ondas sonoras que emergem das complicadas interações entre as moléculas. Nenhuma partícula física emerge, mas os pesquisadores podem usar a matemática das partículas para descrevê-la.

E, como explica Rafael Krichevsky, aluno de Física da Universidade de Colúmbia que participou da pesquisa, o fônon tem uma massa negativa minúscula, o que significa que as ondas sonoras viajam para cima.

Simplificando: quando a gravidade puxa essas partículas, as ondas se movem na direção oposta. “Em um campo gravitacional, os fônons aceleram lentamente na direção oposta da que é esperada quando um tijolo cai”, exemplificou o cientista.

Para melhor entender como o processo funciona, podemos imaginar um fluído normal, no qual a gravidade atua, empurrando-o para baixo. As partículas fluídas comprimem as partículas que ficam em baixo, de forma que essa parte fica, também e de forma consequente, mais densa.

Os físicos já sabiam que, por norma, o som se move mais rapidamente através de meios mais densos, o que aponta que a velocidade do som acima de um fônon também é mais lenta que a velocidade do som através de partículas um pouco mais densas, que estejam um pouco mais abaixo – e é este fenômeno que faz com que o fônon se “desvie” para cima.

Esse processo acontece com ondas sonoras de pequena e grande escala. Estão incluídos todos os sons que saem da nossa boca, mesmo que apenas de forma ligeira. Ou seja, em uma distância longa o suficiente, o som de uma pessoa dizendo “olá” se inclinaria para o céu, de acordo com o estudo.

Por enquanto, a pesquisa é totalmente teórica. Segundo os cientistas, o efeito é muito pequeno para ser medido com qualquer tecnologia atual. No entanto, no futuro, talvez possa ser feita uma medição muito precisa, que detecte a leve curvatura no percurso de um fônon.

Se confirmada a descoberta, existem consequências reais para o fenômeno. Por exemplo, nos núcleos densos de estrelas de nêutrons, onde as ondas sonoras se movem quase à velocidade da luz, um som “antigravitacional” deve ter algum efeito no comportamento de todo o corpo celeste.