É uma peça sólida com o formato do casco de um navio, lembrando a bíblica Arca de Noé. Também conhecida como “pedra celta”, devido a artefatos antigos similares, apresenta um comportamento enigmático. Gire-a no sentido anti-horário, e ela se movimentará livremente até parar, como toda pedra comum. Mas movimente-a no sentido inverso, e ela logo oscila até parar e passa a girar então ao contrário. Ou dê um toque em uma de suas extremidades, e ela logo passará a girar espontaneamente, produzindo um momento angular aparentemente do nada.

É como se o objeto possuísse uma tendência mágica a girar, e apenas em uma direção, sem qualquer mecanismo elaborado em seu interior para tal. Em efeito, é exatamente para exibir este aspecto que a peça costuma ser vendida hoje em dia como uma “arca” transparente, feita de um material uniforme. É como um mágico mostrando não ter cartas na manga. Não há gremlins dentro da arca, não há molas, pesos ou baterias. Ela parece violar leis fundamentais da física como a conservação de momento. Como explicar o fenômeno?

A mágica aparente motiva todo tipo de idéias e teorias enganosas indo desde fluxos energéticos invisíveis, passando por dimensões superiores, motos perpétuos, adivinhação, campos magnéticos ou uma explicação pseudo-racional que pode soar até convincente. A pedra Celta seria uma demonstração fabulosa do efeito Coriolis, aquele que faz com que a água desça pelo ralo sempre no sentido anti-horário no hemisfério norte (e no sentido inverso no hemisfério sul).

O detalhe é que o efeito Coriolis não determina o sentido com que a água desce pelo ralo, muito menos tem qualquer papel relevante na peça aqui. A Arca, pedra celta ou, “rattleback”, em inglês, é um exemplo fascinante de como efeitos não-intuitivos podem levar ao engano. Ela é um “truque”.

A olho nu, o “casco” parece simétrico, o que nos leva a intuir que não deve haver nenhuma propensão para girar em qualquer sentido. Em verdade, o segredo do objeto está no fato de que seu centro de gravidade, assim como seus eixos de inércia, estão sutilmente deslocados em relação à superfície inferior. Este é o truque. A pedra celta é torta, e as características da assimetria irão determinar para qual direção o objeto gira de maneira estável ou não. Complicado?

Em verdade é um tanto mesmo. A primeira publicação científica sobre o fenômeno ocorreu em 1896, mas levou quase um século para uma descrição físico-matemática exata ser divulgada. Isso mesmo: foi só por volta de 1986 que cientistas chegaram às equações e explicações exatas sobre este efeito milenar.

Em meio à complicação, contudo, o vídeo abaixo pode dirimir qualquer dúvida a respeito de “radiônica”, espíritos ou Coriolis terem qualquer efeito aqui. É o fenômeno reproduzido entortando um chiclete.

Também se pode reproduzir o fenômeno entortando uma colher. Atentando sempre para, seja com chiclete ou colher, deslocar o centro de gravidade. Alguns telefones ou mesmo controles remotos também podem exibir o efeito “de fábrica”, simplesmente por terem centros de gravidade deslocados. Eles podem ser mesmo simétricos de fato, não tortos, bastando terem centros de gravidade deslocados. Saia girando coisas à sua frente e o “mistério” poderá se repetir.

O efeito pode parecer mera curiosidade inútil – ou útil apenas para contestar charlatães que vendam o efeito como misterioso – mas em ciência não há “conhecimento inútil”.

No vídeo abaixo, da New Scientist em inglês apresentando demonstrações curiosas incluindo a arca com tartarugas móveis, o doutor Tadashi Tokieda da Universidade de Cambridge explica como o comportamento da pedra celta é extremamente análogo a um outro efeito envolvendo objetos que revertem “misteriosamente” seu sentido de rotação.

São os fluidos e núcleos ferrosos no interior de nosso planeta, que giram um em relação aos outros e induzem o campo magnético terrestre. A idéia é a de que a distribuição assimétrica da massa em rotação, como nas pedras celtas, pode eventualmente fazer com que haja oscilações e uma eventual reversão do movimento, o que poderia explicar as famosas reversões de pólos magnéticos da Terra.

Quando comecei a escrever esta nota pretendia apenas divulgar o brinquedo curioso e sua explicação, e foi uma surpresa descobrir a sua relação com um tema tão importante. Ver as pedras celtas reverterem seu giro “espontaneamente” pode ser um análogo às reversões magnéticas do planeta.

O modelo preciso para o efeito da pedra celta só foi produzido em 1986, depois de 90 anos. Ainda se está muito longe de produzir uma explicação para a reversão dos pólos magnéticos, mas é fabuloso descobrir ainda outra vez como a ciência de verdade pode ser infinitamente mais rica e fascinante que a pseudociência.

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Há um ótimo arquivo em português, produzido por Bruno Bueno da Unicamp que menciona e explica em mais detalhe o efeito da pedra celta: “Instrumentação para o Ensino” (PDF 207Kb)