Por volta de 1159 d.C.,
um matemático chamado "Bhaskara, o Sábio"
desenhou uma roda que continha reservatórios curvos de mercúrio.
Ele imaginou que, com o movimento da roda,
o mercúrio chegaria ao fundo de cada reservatório,
deixando um dos lados da roda para sempre mais pesado que o outro.
Essa diferença faria a roda continuar rodando eternamente.
O desenho de Bhaskara foi um dos primeiros
a mostrar uma máquina de movimento perpétuo,
que poderia trabalhar infinitamente, sem a ajuda de fontes externas de energia.
Imagine um moinho que produzisse o vento de que precisa para continuar girando,
ou uma lâmpada cujo brilho gerasse sua própria eletricidade.
Esses dispositivos foram objeto da imaginação de muitos inventores,
porque poderiam transformar nossa relação com a energia.
Por exemplo, se pudéssemos criar uma máquina de movimento perpétuo
que incluísse os humanos como parte de seu sistema perfeitamente eficiente,
ela poderia manter a vida indefinidamente.
Só tem um problema: essas máquinas não funcionam.
As máquinas de movimento perpétuo já imaginadas
violam uma ou mais leis fundamentais da termodinâmica,
que é um ramo da física que explica a relação
entre as diferentes formas de energia.
A primeira lei da termodinâmica diz
que a energia não pode ser criada nem destruída.
Não é possível obter mais energia do que a que é aplicada.
Isso exclui de cara a possibilidade de uma máquina de movimento perpétuo
porque uma máquina só pode produzir
a mesma quantidade de energia que consumiu.
Não haveria sobras de energia
para abastecer um carro ou carregar um celular.
Mas e se só quiséssemos criar uma máquina que se mantivesse em movimento?
Inventores tiveram diversas ideias.
Diversas delas são variações da roda com mercúrio, de Bhaskara,
com bolas que giram ou pesos em hastes que balançam.
Nenhuma delas funciona.
As partes móveis que deixam um dos lados da roda mais pesados
também mudam seu centro de massa para baixo, abaixo do eixo.
Com um centro de massa baixo,
a roda simplesmente balança pra lá e pra cá, como um pêndulo,
até parar.
Que tal uma abordagem diferente?
No século 17,
Robert Boyle teve a ideia de um vaso de água que jamais se esvazia.
Sua teoria era de que a capilaridade,
a atração entre líquidos e superfícies que bombeia a água por tubos finos,
pode manter a água circulando, saindo e entrando novamente no vaso.
Como a capilaridade é forte o bastante para superar a gravidade
e fazer com que a água suba,
também a impediria de cair novamente no vaso.
Há também versões com ímãs, como este jogo de rampas.
A bola seria puxada para cima pelo ímã que está no topo,
cairia pelo buraco, e o ciclo se repetiria.
Isso não funciona porque, como no caso do vaso,
o ímã simplesmente prenderia a bola no topo.
Mesmo que ela de fato se mantivesse em movimento,
a força do ímã se enfraqueceria com o tempo
e, por fim, pararia de funcionar.
Para que essas invenções se mantivessem em movimento,
teriam de criar energia extra
para conseguir driblar o ponto de parada do sistema,
quebrando a primeira lei da termodinâmica.
Algumas parecem manter o movimento,
mas, na verdade, estão drenando energia de alguma fonte externa.
Mesmo se engenheiros pudessem, de alguma forma, criar uma máquina
que não violasse a primeira lei da termodinâmica,
ainda assim não funcionaria no mundo real por causa da segunda lei.
A segunda lei da termodinâmica
afirma que a energia tende a se espalhar por meio de processos como o da fricção.
Toda máquina de verdade teria partes móveis,
interações com o ar ou moléculas líquidas,
o que geraria pequenas quantidades de fricção e calor,
inclusive no vácuo.
Esse calor é energia escapando, e continuaria a escapar,
reduzindo a energia disponível para mover a própria máquina,
até que ela inevitavelmente pararia de funcionar.
Até hoje, essas duas leis da termodinâmica
descartaram todas as ideias de movimento perpétuo,
bem como o sonho de geração de energia totalmente eficiente que elas trazem.
Mesmo assim, não podemos dizer
que jamais descobriremos uma máquina de movimento perpétuo,
porque ainda há muita coisa que desconhecemos sobre o universo.
Talvez descubramos novas e exóticas formas de matéria
que nos forçarão a reformularmos as leis da termodinâmica.
Talvez haja movimento perpétuo em minúscula escala quântica.
O que podemos com certeza dizer é que jamais desistiremos de procurar.
No momento, a única coisa realmente perpétua é nossa busca.