As viagens interestelares continuam a impressionar o público. Warp drives há muito tempo são destaque na cultura pop, tanto na literatura quanto no cinema. Mas será que a humanidade será capaz de criar uma tecnologia capaz de manipular o espaço-tempo, proporcionando viagens mais rápidas que a luz?
Vemos isso o tempo todo na ficção científica: naves movidas a warp permitem que personagens de uma história, romance, filme ou série de televisão explorem novos planetas e até galáxias. Esses veículos podem até voar mais rápido que a velocidade da luz, mesmo que a Relatividade Geral nos ensine que ninguém pode viajar mais rápido que a luz. Não é? Afinal, a luz não tem massa, o que significa que pode viajar a uma velocidade de 299.792.458 metros por segundo.
Isso tudo é verdade. Nada pode exceder o limite de velocidade universal. No entanto, ainda podemos ter a capacidade de construir um warp drive sem quebrar nenhuma lei física.
Em 1994, o físico teórico Miguel Alcubierre, do México, escreveu um artigo no qual apresentava os cálculos matemáticos e as bases científicas para a criação de um mecanismo de dobra real que não contradisse a Relatividade Geral. Ele se interessou por esse método de viagem interestelar depois de vê-lo em ação - cobrindo distâncias gigantescas em obras de ficção científica.
Uma nave espacial com propulsão de dobra, vista pelo artista.
O mecanismo de dobra se expande e contrai a estrutura do espaço-tempo ao redor da nave e sua bolha. O aparelho, em princípio, não acelera nem se move. O tecido se move ao redor dele e assim o empurra para frente. Como exemplo, imagine que você está em uma esteira rolante - você está se movendo, mas não está andando. O tecido da fita o move para frente. A compressão do espaço-tempo na frente da espaçonave irá puxá-la, e a expansão atrás dela continuará este movimento para a frente. Einstein mostrou que o espaço-tempo pode ser dobrado por massa ou energia, portanto, pode ser manipulado de outras maneiras. A razão pela qual esta nave pode se mover mais rápido do que a luz é porque a Relatividade Geral diz que nada no espaço pode ir além do limite de velocidade.no entanto, não há limite de velocidade para a expansão ou contração do próprio espaço. Não movemos nada no espaço - movemos o próprio espaço.
O trabalho de Alcubierre foi encorajador e impressionante, mas também tinha muitos buracos. No trabalho original, ele teorizou que, para fornecer potência suficiente a tal nave, seria necessária mais energia negativa do que existe no universo, ou seja, graças a ela, o espaço se expande. O problema é que a energia negativa é indescritível, mesmo muitos físicos duvidam de sua existência, sem falar que seremos capazes de produzir grandes quantidades dela.
Nossas observações sobre o que poderia ser energia negativa são, para dizer o mínimo, insuficientes. Presumivelmente, o que pensamos como espaço vazio não é de forma alguma vazio - ele tem uma densidade de energia que também é chamada de zero. De acordo com a mecânica quântica, o espaço vazio é preenchido com partículas de energia que aparecem e desaparecem. Se conseguirmos impedir seu aparecimento, receberemos energia negativa.
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Visualização do campo de dobra segundo o motor Alcubierre.
Os cientistas tentaram criá-lo em laboratório espremendo duas placas de metal (que eram tão planas que eram perfeitamente lisas em quase um nível atômico) a uma distância muito menor do que a espessura de um cabelo humano. O espaço restante era tão pequeno que as partículas não poderiam existir nele, por isso a força ao redor das placas aumentou e manifestou as propriedades da energia negativa. Claro, essas observações não são suficientes - este é apenas um pequeno experimento, cujos resultados estão longe de serem capazes de tirar conclusões finais.
Se no futuro ainda conseguirmos descobrir como obter mais energia negativa, pode não ser necessário tanto quanto Alcubierre sugeriu. Os últimos refinamentos de seu trabalho, realizados por cientistas da NASA, reduziram significativamente a quantidade de energia que seria necessária para uma unidade de dobra vibrando partes do dispositivo em altas frequências. Isso tornaria mais fácil mover-se no espaço-tempo e reduzir a quantidade de energia necessária. As teorias atuais sobre quanta energia negativa um mecanismo de dobra pode precisar para funcionar variam de 65 ecjoules a múltiplas massas solares negativas e positivas. 65 exajoules é aproximadamente o que os EUA usam em um ano. Isso ainda é muito, mas bastante real. Se pudermos usar a energia escura, não precisaremos mais do que a massa de Júpiter. O único problema é que não entendemos realmente o que é a energia escura e como funciona. E pode acabar sendo o material exótico necessário para alimentar uma unidade de dobra.
Para efeito de comparação: para viagens interestelares em foguetes tradicionais, não apenas levará centenas de milhares de anos, mas o reservatório de combustível é maior que o Universo. E isso sem falar no fato de que você ainda precisa encontrar material que resista a uma jornada tão longa.
Em alguns modelos - por exemplo, no conceito de Harold White - uma espaçonave movida por uma unidade de dobra pode viajar 10 vezes mais rápido que a luz. Nessa velocidade, poderíamos chegar ao exoplaneta mais próximo - Alpha Centauri B b - em apenas seis meses, apesar de estar a mais de quatro anos-luz da Terra. Os veículos modernos mais rápidos podem atingir velocidades de pouco mais de 32 mil quilômetros por hora: a viagem até Alfa Centauri B b nessa velocidade levará 142 mil anos. Trinta e dois mil quilômetros por hora é cerca de 0,003% da velocidade da luz.
Nave interestelar da NASA com unidade de dobra IXS Enterprise.
Viajar nessa velocidade permitiria à humanidade cruzar o horizonte cosmológico e explorar não apenas seu Universo, mas também o Multiverso. Em teoria, há um limite para a velocidade de um warp drive, mas mesmo esses limites teóricos nos permitiriam viajar para novas galáxias em uma fração de segundo. Como vantagem, o navio seria capaz de acelerar e desacelerar, e os passageiros não teriam dilatação do tempo. Simplificando, teria sido possível evitar uma situação em que você chegasse ao seu destino e se encontrasse tão à frente no tempo que todos na Terra que você conhecia estão mortos há muito tempo.
Além de fontes de energia, partículas aceleradas durante a viagem também são consideradas um problema, que inadvertidamente podem ser lançadas ao frear e destruir mundos inteiros. Além disso, existe a possibilidade de que seja impossível reduzir a velocidade assim que você começar a se mover, e a tripulação pode morrer por uma série de razões. No entanto, dados matemáticos e experimentais mostram que os drives de dobra podem ter uma chance.
Se realmente tivermos sucesso na criação dessa tecnologia, não passará um século até que aprendamos a aplicá-la. Como os buracos de minhoca, as possibilidades que os drives warp podem oferecer são incríveis, mas não serão fáceis de alcançar.
Vladimir Guillen
