Durante décadas, sonhamos em visitar outros sistemas estelares. Há apenas um problema – eles estão tão longe, com o voo espacial convencional levaria dezenas de milhares de anos para chegar até o mais próximo.
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. Pode ser.
Em um estudo de 2021 do físico Erik Lentz, da Universidade de Göttingen, na Alemanha, podemos ter uma solução viável para o dilema, e pode ser mais viável do que outros possíveis motores de dobra.
Esta é uma área que atrai muitas ideias brilhantes, cada uma oferecendo uma abordagem diferente para resolver o quebra-cabeça das viagens mais rápidas que a luz: alcançar um meio de enviar algo pelo espaço em velocidades superluminais.
Há alguns problemas com essa noção, no entanto. Dentro da física convencional, de acordo com as teorias da relatividade de Albert Einstein, não há uma maneira real de atingir ou exceder a velocidade da luz, algo que precisamos para qualquer jornada medida em anos-luz.
Isso não impediu os físicos de tentar quebrar esse limite de velocidade universal, no entanto.
Embora empurrar a matéria além da velocidade da luz seja sempre um grande não-não, o próprio espaço-tempo não tem essa regra. Na verdade, os confins do Universo já estão se estendendo mais rápido do que sua luz jamais poderia esperar igualar.
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 menor que o vazio do espaço. Embora esse tipo de energia negativa aconteça em escala quântica, acumular o suficiente na forma de ‘massa negativa’ ainda é um domínio da física exótica.
Além de facilitar outros tipos de possibilidades abstratas, como buracos de minhoca e viagens no tempo, a energia negativa pode ajudar a alimentar o que é conhecido como unidade de dobra de Alcubierre.
Esse conceito especulativo faria uso de princípios de energia negativa para distorcer o espaço em torno de uma espaçonave hipotética, permitindo que ela efetivamente viajasse mais rápido 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 alcançar viagens mais rápidas que a luz que mantenham a fé na relatividade de Einstein sem exigir nenhum tipo de física exótica que os físicos nunca viram?
No trabalho recente, Lentz propõe uma maneira de podermos fazer isso, graças ao que ele chama de uma nova classe de sólitons 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 que a luz).
De acordo com os cálculos teóricos de Lentz, essas soluções de sólitons hiper-rápidos 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 exóticas de densidade de energia negativa que ainda não foram verificadas.
Com energia suficiente, as configurações desses sólitons poderiam funcionar como ‘bolhas de dobra’, capazes de movimento superluminal e, teoricamente, permitindo que um objeto passasse pelo espaço-tempo enquanto protegido de forças de maré extremas.
É um feito impressionante de ginástica teórica, embora a quantidade de energia necessária signifique que esse impulso de dobra é apenas uma possibilidade hipotética por enquanto.
“A energia necessária para esta unidade viajando 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 em março do ano passado.
“A economia de energia precisaria ser drástica, de aproximadamente 30 ordens de magnitude para estar no alcance dos reatores de fissão nuclear modernos.”
Embora o estudo de Lentz afirme ser a primeira solução conhecida desse tipo, seu artigo chegou quase exatamente ao mesmo tempo que outra análise recente, também publicada em março de 2021, que propunha um modelo alternativo para uma unidade de dobra fisicamente possível que não requer energia negativa para funcionar.
Ambas as equipes fizeram contato, disse Lentz na época, e o pesquisador pretendia compartilhar seus dados ainda mais para que outros cientistas pudessem explorar seus números. Lentz também apresentou suas descobertas ao público por meio de uma transmissão ao vivo no YouTube.
Ainda há muitos quebra-cabeças para resolver, mas o fluxo livre desses tipos de ideias continua sendo nossa melhor esperança de ter a chance de visitar essas estrelas distantes e cintilantes.
“Este trabalho moveu o problema das viagens mais rápidas que a luz um passo da pesquisa teórica em física fundamental e mais próxima da engenharia”, disse Lentz.
“O próximo passo é descobrir como reduzir a quantidade astronômica de energia necessária para dentro do alcance das tecnologias atuais, como uma grande usina de fissão nuclear moderna. Então podemos falar sobre a construção dos primeiros protótipos.”
Publicado em 17/07/2022 00h51
Artigo original:
Estudo original: