Por Peter Docktill. Tradução e adaptação: Felipe Sérvulo
Por décadas, sonhamos em visitar outros sistemas estelares. Só há um problema – eles estão tão distantes que, com voos espaciais convencionais, levaria dezenas de milhares de anos para chegar até mesmo o mais próximo.
Mas os físicos não são o tipo de pessoa que desiste facilmente. Dê a eles um sonho impossível e eles lhe darão uma maneira incrível e hipotética de torná-lo realidade.
Em um novo estudo do físico Erik Lentz, da Universidade de Göttingen, na Alemanha, podemos ter uma solução viável para o dilema, e ela pode se revelar mais viável do que outros motores de dobra.
Esta é uma área que atrai muitas ideias brilhantes, cada uma oferecendo uma abordagem diferente para resolver o quebra – cabeça da viagem mais rápida do que a luz: alcançar um meio de enviar algo através do espaço em velocidades superluminais.
Tempos de viagem hipotéticos para Proxima Centauri, a estrela conhecida mais próxima do sol. (E. Lentz)
Existem alguns problemas com essa noção, no entanto. Na física convencional, de acordo com as teorias da relatividade de Albert Einstein, não há uma maneira real de alcançar ou exceder a velocidade da luz, que é algo de que precisamos para qualquer jornada medida em anos-luz.
Isso não impediu os físicos de tentar quebrar esse limite universal de velocidade, no entanto.
Embora empurrar a matéria além da velocidade da luz seja sempre uma grande proibição, o próprio espaço-tempo não tem essa regra. Na verdade, os confins do Universo já estão se espalhando mais rápido do que sua luz poderia esperar.
Para dobrar uma pequena bolha de espaço de maneira semelhante para fins de transporte, precisaríamos resolver as equações da relatividade para criar uma densidade de energia inferior ao vazio do espaço. Embora esse tipo de energia negativa aconteça em escala quântica, acumular o suficiente na forma de “massa negativa” ainda é um reino para a física exótica.
Além de facilitar outros tipos de possibilidades abstratas, como buracos de minhoca e viagens no tempo, a energia negativa poderia ajudar a alimentar o que é conhecido como a unidade de dobra de Alcubierre.
Este conceito especulativo faria uso de princípios de energia negativa para deformar o espaço em torno de uma espaçonave hipotética, permitindo-lhe viajar efetivamente mais rápido do que a luz sem desafiar as leis físicas tradicionais, exceto pelas razões explicadas acima, não podemos esperar fornecer um combustível tão fantástico fonte para começar.
Mas e se fosse possível, de alguma forma, realizar uma viagem mais rápida do que a luz que mantivesse a fé na relatividade de Einstein sem exigir nenhum tipo de física exótica que os físicos nunca viram?
Impressão artística de diferentes designs de espaçonaves em ‘bolhas de dobra’. (E. Lentz)
No novo trabalho, Lentz propõe uma forma de podermos fazer isso, graças ao que ele chama de uma nova classe de solitons hiper-rápidos – um tipo de onda que mantém sua forma e energia enquanto se move a uma velocidade constante (e neste caso, uma velocidade mais rápida do que a luz).
De acordo com os cálculos teóricos de Lentz, essas soluções de soliton hiper-rápidas podem existir dentro da relatividade geral e são provenientes puramente de densidades de energia positivas, o que significa que não há necessidade de considerar fontes de densidade de energia negativa exóticas que ainda não foram verificadas.
Com energia suficiente, as configurações desses solitons poderiam funcionar como ‘bolhas de dobra’, capazes de movimento superluminal e, teoricamente, permitindo que um objeto passasse pelo espaço-tempo enquanto estivesse protegido das forças extremas das marés.
É um feito impressionante de ginástica teórica, embora a quantidade de energia necessária signifique que esse impulso de dobra seja apenas uma possibilidade hipotética por enquanto.
“A energia necessária para este propulsor viajar à velocidade da luz abrangendo uma espaçonave de 100 metros de raio é da ordem de centenas de vezes a massa do planeta Júpiter”, disse Lentz .
“A economia de energia precisaria ser drástica, de aproximadamente 30 ordens de magnitude para estar ao alcance dos modernos reatores de fissão nuclear.”
Embora o estudo de Lentz afirme ser a primeira solução conhecida de seu tipo, seu artigo chegou quase exatamente ao mesmo tempo que outra análise recente, publicada apenas este mês , que também propõe um modelo alternativo para uma unidade de dobra fisicamente possível que não requerem energia negativa para funcionar.
As duas equipes agora estão em contato, diz Lentz, e o pesquisador pretende compartilhar seus dados para que outros cientistas possam explorar seus números. Além disso, Lentz explicará sua pesquisa em uma semana – em uma apresentação ao vivo no YouTube em 19 de março.
Ainda há muitos quebra-cabeças para resolver, mas o fluxo livre desse tipo de ideias continua sendo nossa maior esperança de ter a chance de visitar essas estrelas distantes e cintilantes.
“Este trabalho moveu o problema da viagem mais rápida do que a luz um passo da pesquisa teórica em física fundamental e mais perto da engenharia”, diz Lentz.
“O próximo passo é descobrir como reduzir a quantidade astronômica de energia necessária para dentro da gama das tecnologias atuais, como uma grande usina de fissão nuclear moderna. Então, podemos falar sobre a construção dos primeiros protótipos.”
Via: Science Alert
Os resultados são relatados em Classical and Quantum Gravity.