CEA-017 - "Un cubo banale"
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Gestione:



CEA e procedure:


Procedure di contenimento:

CEA-017 deve rimanere contenuto all'interno della sua cella nella scatola in cui è stato originariamente ritrovato.


Procedure in caso di CE:

Non recuperare.


Descrizione fisica ed informazioni:

L'anomalia è un cubo di dimensioni 1 m3 di materiale sconosciuto.


Abilità anomale:

Possiede massa di -1 kg.


Aggiunte:


Addendum 017-A: Ritrovamento

CEA-017 fu ritrovato all'interno di un armadietto nella sede Plutone. Il mobile era principalmente usato per ospitare camici di ricambio e non possiede proprietario. Nessun mezzo di sorveglianza né testimone oculare fu presente al momento del deposito.

L'anomalia fu ritrovata da un bidello che lavorava in sede; il quale non capì subito l'importanza dell'oggetto e lo mise tra gli oggetti smarriti del posto. Durante il breve trasporto si accorse di alcune proprietà del corpo non regolari; dopo la consegna, in un secondo momento, ne discusse con Dr. Red1 che fu il primo ad identificarla e contenerla.

Il cubo rimane tutt'ora nella stessa scatola in cui è stata ritrovata e la custodia è temporaneamente stata affidata a Dr. Blu.

Log 017-1: Il Commento di Dr. Blu

Il log possiede una qualità audio comparabile a quella di un telefono.

La registrazione inizia con un minuto di rumore bianco di sottofondo accompagnato da piccoli colpi al microfono. Continua a schermo nero fino alla comparsa di un video ripreso a bassa risoluzione raffigurante il volto di Dr. Blu vicino alla telecamera. Il contenuto del video rimane invariato fino al minuto [02:32]: l'audio si stabilizza e Dr. Blu si allontana dall'obbiettivo. Lo scenario è quello di un ordinario ufficio, degli armadietti in metallo sono stati spostati contro la facciata frontale del muro con la schiena rivolta alla telecamera, arrangiati l'uno a fianco all'altro per formare una parete continua liscia.

Dr. Blu procede a cercare all'interno di alcune scatole all'interno dell'ufficio, tirando fuori due pennarelli neri che felicemente scuote davanti alla telecamera. Procede a provarli dietro agli armadietti che da ora forniranno da lavagna.

L'uomo si sistema in piedi davanti alla telecamera, estrae una fiaschetta dalla tasca del proprio camice, beve un sorso, la ritira e inizia a introdursi:

Salve… quindi, uhm, mi chiamano Dr. Blu, sono l'attuale supervisore di CEA-017.

Nonostante la mia esperienza qua… ho riscontrato un paio di problemi; il primo dei quali è l'eccessiva burocrazia all'interno dell'istituto. Per risolvere questo problema ho pensato che sia più utile registrare i miei commenti invece di sprecare tempo a scriverli. Sono sicuro che al reparto DPD non farà alcuna differenza2. Quindi, oggi tratterò di altri dettagli che penso… possano aiutare con la comprensione dell'anomalia.

Non sono ancora realmente stati effettuati test per… paura che qualcosa possa accadere: incredibile! Nonostante ciò, Dr. Red ha la assoluta convinzione che la massa di 017 sia accurata ed… non posso dire che questa approssimazione sia errata ma, potevamo anche risparmiarci questo dettaglio perché: "Come pesi una massa negativa?" è la domanda che solo io mi son fatto.

Quindi: buone notizie… non è ancora esplosa. È una cosa positiva perché almeno sappiamo che è contenibile per i nostri standard; e non è una massa critica! Molto importante.

Questo potenzialmente vuol dire che si potrebbe almeno in teoria sperimentare su di essa… il dubbio rimane che i risultati possano essere imprevedibili se non addirittura disastrosi quindi: troverete comprensibile che mi sia preparato all'evenienza che tale richiesta mi possa esser proposta.

Dr. Blu osserva oltre alla telecamera per un paio di secondi in silenzio, riestrae la fiaschetta e beve un altro sorso prima di continuare.

Quindi come sappiamo che pesa -1 Kg? Be'… Dr. Red ha proposto dei calcoli… svolti a distanza… che in base al cambio di temperatura dell'oggetto e della stanza dovrebbero determinarne la massa (?)

Usò un termometro e… non lo so. Non voglio mettere in discussione il procedimento usato per la misura della massa… oggi

Ipotizziamo che l'ipotesi sia giusta: "Come si dovrebbe comportare l'oggetto con massa negativa?"

Sigh…

Per fare ciò c'è bisogno di un piccolo riassunto sulla meccanica classica.

Dr. Blu procede a bere un grande sorso dalla sua fiaschetta e spiegare meccanica classica (Cinematica, dinamica, moti relativi, ecc.) [»]

[00:06:23]: […] quindi, come misuriamo le quantità? E quali quantità? È ovvio che ci serve uno standard internazionale ma chi lo decide? [»]

[00:23:43]: […] se la massa è una sostanza misurabile, quali sono le sue proprietà? Sappiamo da quanto detto prima che deve essere scalare… ma è intensiv- [»]

[00:32:11]: E finalmente si può definire un rapporto tra spazio percorso… e il tempo; dove lo spazio percorso è in funzione del tempo.. e il tempo è una unità del sistema internazionale. Solo ora possiamo incominciare ad inventare uno standard matematico per la vera e propria misura. [»]

[1:32:11]: […] Ma cosa succede se il movimento è svolto in un tempo infini- [»]

[1:47:43]: […] viene definita la legge oraria per il movimento circolare de- [»]

[3:12:34]: Dr. Blu continua a spiegare mentre mangia un panino […] viene usato il prodotto scalare… aspe', devo spiegare- ok, piccola lezione di teoria dei vettori:- [»]

[7:12:20]: […] Dr. Blu spiega con la fiaschetta in mano; visibilmente più stanco una volta riassunti questi elementi base… possiamo incominciare ad ipotizzare qualcosa sul corpo.

Il dottore intenta a bere dalla sua fiaschetta, ormai vuota, per poi gettarla via

Quindi: abbiamo un corpo con massa negativa:

Dalla legge di Newton si ha:

(1)
\begin{align} F = m*a \Rightarrow F = (-m)*a \end{align}

come detto… la massa può essere riassunta come coefficiente di resistività alla variazione di moto… e può essere ridefinita come:

(2)
\begin{align} F = (-m)*\frac{d }{dt}(v) \end{align}

La forza rimane sempre nulla solo e solo se la variazione della sua velocità rispetto al tempo rimane nulla…

In modulo:

(3)
\begin{align} -m * a = m * -\frac{d }{dt}(v) \Rightarrow -1 * a = -\frac{d }{dt}(v)\Rightarrow a = \frac{d }{dt}(v) \end{align}

quindi la componente dell'accelerazione non varia dalla sua definizione classica.

Definiamo l'impulso come:

(4)
\begin{align} dJ = F *dt \Rightarrow J = \int_{t1}^{t2}F*dt \end{align}

con la massa negativa:

(5)
\begin{align} dJ = F*dt \Rightarrow dJ =\frac{d (-m*v)}{dt} \Rightarrow J = mv_{1}-mv_{2} \end{align}

Il collegamento col lavoro è:

(6)
\begin{align} F = \frac{dJ}{dt} = \frac{dW}{ds} \Rightarrow dW = dJ * v = -m*a*ds \end{align}

Se ne deduce velocemente che una una variazione di impulso positiva comporta a un aumento di lavoro positivo. Il lavoro viene calcolato come:

(7)
\begin{align} W = \int_{d1}^{d2} -m*\frac{dv}{dt}*ds \Rightarrow (\frac{1}{2}*m*v_{t1}^2 - \frac{1}{2}*m*v_{t2}^2) \end{align}

Che, essendo un integrale di linea, ancora garantisce la conservazione dell'energia cinetica…

Si può concludere che anche se la massa è negativa.. in assenza di forze non conservative: un impulso (forza per tempo) esercitata su un oggetto causa una variazione della sua velocità.
Ma: se un impulso di segno positivo (forza positiva) viene applicata sul corpo questo si muoverà con una velocità minore di quella iniziale e viceversa

E se l'oggetto fosse fermo?

(8)
\begin{align} \Rightarrow W = (\frac{1}{2}*m*0^2 - \frac{1} {2}*m*v_{t2}^2) \Rightarrow W = - \frac{1} {2}*m*v_{t2}^2 \Rightarrow \sqrt{W*\frac{2}{-m}} = v_{t2} \end{align}
GraficoCEA-017.png

Grafico relazione velocità con massa del corpo

Il primo grafico mette l'evidenza l'equazione con un impulso J = 5
La famiglia di soluzioni seguono un andamento simile per ogni W < 0.

Il secondo grafico mette in evidenza la velocità in funzione dell'impulso per una massa semplice… in questo caso, con m di modulo uguale a 1.

GraficoCEA-017-2f.png

Grafico relazione velocità con impulso del corpo

In ogni caso:

Con massa costante: ogni impulso negativo esercitato sull'oggetto fermo risulterà in un suo spostamento diretto nella direzione della retta di applicazione della forza. Quindi, se colpito da una forza da un lato, dopo l'impatto lo seguirà con la stessa velocità che lo avrebbe avuto se tirata verso in avanti.
Se l'oggetto fosse stato un pallone da calcio in una partita, se lo tirassi verso la porta avversaria con un calcio esso andrebbe verso la porta amica invece che quella avversaria.

Questo ci complica pesantemente la vita: non sappiamo ancora come vengono gestiti gli urti ed abbiamo scoperto che non risponde intuitivamente alla somministrazione di una forza. Come viene gestita la forza peso? E le normali, come vengono definite? Esiste la conservazione della quantità di moto?

Nel caso di quantità di moto: esse si conservano solo e solo se l'impulso generato sui corpi è uguale a 0: per definizione.

Per definire la normale doppiamo tornare con i piedi per terra: le normali esistono per imporre vincoli che giustificano comportamenti che altrimenti sono considerati impossibili.
Spesso sono associati alla forza peso, ma abbiamo un problema:

(9)
\begin{align} F_{p} = (-m)*G\Rightarrow F = m*G*(-1) \end{align}

L'oggetto ha verso opposto a quello che normalmente dovrebbe avere con una massa positiva.
La massa, se non vincolata dalle pareti solide, fluttua e "cade verso il cielo".

Ma questo non è quello che abbiamo osservato! L'oggetto immobile nella scatola non viene sparato verso il soffitto: quindi, per mantenere l'equilibrio statico:

(10)
\begin{align} F_{p} + N = 0 \Leftrightarrow N = -F_{p} \Longrightarrow F_{p} = -(-1)*m*a = N = F_{p} \end{align}

Questo rivela che CEA-017 è l'unico oggetto che presenta una forza normale al peso attrattiva! Se fosse fermo sopra un foglio di carta, il corpo si solleverebbe assieme al foglio di carta per un istante e cadrebbe verso il cielo: mentre se è fermo su un tavolo, il tavolo si appiccica al blocco e lo tiene fermo in posizione.

Dopo questa rivelazione, ci manca sapere come vengono gestiti gli urti:

Usiamo il caso particolare di urti completamente elastici.
quindi:

(11)
\begin{align} dq = (-m)*dv \Rightarrow q = -m*(v_{2} -v_{1}) \Rightarrow m*(v_{1} - v_{2}) \end{align}

Se q rimane costante (come nel caso degli urti elastici e parzialmente anelastici): dq = 0.
Durante lo scontro vengono applicati due impulsi: il primo impulso è applicato nella direzione opposta al moto del primo oggetto di massa positiva e il secondo, di modulo uguale e opposto, applicato su CEA-017:

Nel primo impulso, tutto regolare: l'oggetto procede nella direzione opposta da quella con cui proveniva. Per la massa negativa invece, abbiamo già studiato come un impulso positivo cambia la sua velocità per il verso opposto; si conclude che:

In caso di urto contro CEA-017 con una massa positiva, il primo oggetto si comporterebbe normalmente rispetto alle leggi della meccanica classica, ma l'anomalia la inseguirebbe invece di allontanarsi da essa.

E cosa succede in un urto completamente anelastico?
I due oggetti si uniscono e continuano il cammino assieme, il primo spingendo il secondo:

(12)
\begin{equation} m_{1}*v_{1} + m_{2}*v_{2} = (m_{1}+m{_2})*v_{f} \end{equation}

Da qui, possiamo esplicitare l'equazione per la velocità finale del corpo unito:

(13)
\begin{align} \frac{m_{1}*v_{1} + m_{2}*v_{2}}{(m_{1}+m{_2})} = v_{f} \end{align}

Applicando le proprietà del CEA:

(14)
\begin{align} \frac{m_{1}*v_{1} + m_{cea}*v_{cea}}{(m_{1}- |m_{cea}|)} = v_{f} \end{align}
GraficoCEA-017-3.gif

Relazione velocità finale-iniziale di CEA-017 (crescente)

L'interpretazione di quest'ultima formazione è complessa.. e non entrerò nel dettaglio su cosa realisticamente accade. Ma possiamo comunque fare delle osservazioni qualitative:
la funzione è a 4 variabili, cioè: non esprimibile in 2 dimensioni… non è comodo per noi, ma possiamo girarci attorno scoprendo la dipendenza al denumeratore:

il modulo delle due masse non può essere uguale. Se no, il modulo della velocità tenderebbe ad infinito. Questo è un problema nuovo in fisica perché … giustamente: nessuna massa prima d'ora poteva avere segno negativo- ma nonostante ciò, ci salviamo perché in natura raramente si riescono a trovare masse uguali.

È imperativo osservare che in questo caso: più la differenza delle masse è grande e maggiore sarà la loro velocità finale. Ossia, l'urto, invece di rallentare il movimento complessivo, lo aumenta. Quest'ultima risoluzione è quella davvero spaventosa: l'oggetto in sé è "l'assenza di energia" e quando interagisce con un oggetto esterno non anomalo, per poterne conservare le energie, deve crearne di nuova! Per fermare l'oggetto non si deve compiere lavoro interno negativo, ma positivo.

Una buona comparazione è la seguente: ipotizziamo che l'oggetto sia un bel trampolino con massa negativa. Quando salto sul trampolino, invece di rallentare e piegare la tela un poco, la tela del trampolino mi farebbe accelerare verso il basso con una velocità maggiore di quella iniziale. Idealmente, si potrebbe pensare come una fonte infinita di energia, ma…

…Sfortunatamente…

Si sente il rumore di una porta aprirsi seguita da una voce fuori campo che consiglia a Dr. Blu recarsi verso i dormitori:

[???]: È troppo tardi per lavorare, raggiungici ai dormitori che rischi di svegliare qualcuno.

[Dr. Blu]: Sì, uhm, ho quasi finito dammi solo un po' di tempo in più, scusa.

Si sente il rumore di una porta che si chiude.

Quindi… per farla corta:

L'implicazione di creazione di energia rompe… praticamente tutti i principi della termodinamica e calorimetria. Con la meccanica: siamo fortunati e le cose si ricavano matematicamente. Il calore e le sue leggi sono state ricavate da esperimenti ed… non possiamo nemmeno dare per buona la conservazione del calore. Quindi, poche cose possiamo dire e non varrebbe nemmeno la pena. Per proseguire rimarrebbe solo da convincere qualcuno a riscaldare CEA-017 e farci test ed… oltre Dr. Red; non penso troverò mai nessuno disposto a farlo.

Per oggi penso sia sufficiente. Si può espandere questo argomento a un livello microscopico… addirittura atomico o condurre esperimenti del tipo elettromagnetico ma io sono fortemente contro.
Abbiamo una anomalia che non esplode (per ora) e finché nessuno ci mette mani sopra: non dovrebbe essere una grossa minaccia. Penso che un cartello con "non toccare" sia sufficiente.

Grazie per l'attenzione, se avete qualsiasi domanda: sapete come contattarmi. Se non rispondo è perché sono impegnato nello studio e guida di altre anomalie e… risponderò spero in giornata.

Buon lavoro a tutti.

Addendum 017-A: Il Commento di Dr. Red

Per quanto mi riguarda, quando ti ho chiesto di fare dei test su 017, potevi anche dirmi di no invece di fare… questo. I tuoi calcoli sono pure sbagliati, non è l'energia che si conserva negli urti ma la quantità di moto… non importa. È accettabile.

Addendum 017-B: Commento del DPD

Grandissimo pezzo di sterco a tre gambe meno una, abbiamo imposto uno standard moduli per un motivo! Pensi che abbiamo i server di google!? Il tuo video pesa più di tutti gli articoli messi assieme e solo per due lezioni di fisica!? Sai cosa succede se tutti si mettono a fare video così!? Non sarà l'ultima volta che ci sentiremo, Dr. Blu.

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