Para cada ação, existe uma ação igual e oposta. Essa formulação da terceira lei de Newton tem duas consequências muito importantes: primeiro, há uma quantidade física que sempre é preservada no universo (momentum) e, segundo, as leis da física são as mesmas, independentemente de sua posição no espaço. Parece que são poucas palavras, mas na verdade são colossais, porque se você quer forçar, por exemplo, um dispositivo para mudar de movimento, você precisa empurrá-lo com alguma coisa.
Isso pode ser escapamento de foguete, pneus contra a estrada, rodas de trem nos trilhos ou mesmo fótons ricocheteando em uma vela. A única coisa que é proibida é o chamado inercoide, movimento sem reação: ação sem reação. Isso é o que o EMDrive - um motor espacial "impossível" que recentemente passou nos testes da NASA - é dito ser. Se realmente funcionar como anunciado, está violando as leis da física. Mas também há uma lacuna possível: talvez haja uma reação, simplesmente não a encontramos. É possível que haja oposição, mas ela está associada à matéria escura.
De acordo com o modelo padrão da cosmologia, a maior parte da matéria do universo não está na forma de átomos ou outras partículas conhecidas. Não, a grande maioria da massa - por diferença de 5 para 1 - é matéria escura. A matéria escura não colide, não se aniquila e não interage mais consigo mesma ou com outra matéria comum sob quaisquer circunstâncias conhecidas, exceto por influência gravitacional. 13,8 bilhões de anos depois, formou uma rede cósmica gigante e difusa de estruturas gravitacionais e enormes halos esféricos com mais de um milhão de anos-luz de diâmetro que emolduram galáxias como a nossa. A matéria escura permeia cada centímetro quadrado de nossa galáxia, incluindo todos os objetos na Terra, até mesmo nossos corpos, embora em pequenas quantidades.
Sob certas condições, entretanto, a matéria escura pode ser persuadida a interagir com ela mesma ou com a matéria comum, dependendo de sua natureza. Se a matéria escura consiste em WIMPs (WIMP, uma partícula massiva de interação fraca), então o produto de sua aniquilação poderia ser detectado por detectores. Se consistir em partículas de áxions muito leves e de baixa massa, pode combinar-se com os fótons sob certas condições. Um dos experimentos com o objetivo de encontrar axions é conhecido como ADMX: o experimento dos axions de matéria escura. Em 1983, o físico Pierre Sikivi inventou o haloscópio axion, explorando o fato de que um par axion-fóton pode ser amplificado sob certas condições dentro de uma cavidade eletromagnética. Vinte anos depois, o ADMX surgiu desse estudo e, desde então, os cientistas têm procurado por axions usando esse método.
Até o momento, infelizmente, sua busca ainda não foi coroada de sucesso. Talvez axions não existam ou, se não forem matéria escura, podem ter parâmetros diferentes para os quais ADMX não é sensível o suficiente. É bem possível que diferentes cavidades eletromagnéticas com diferentes propriedades possam ativar interações com áxions. Possivelmente, podem ocorrer interações fóton-axion, e a cavidade com os parâmetros necessários levou ao espalhamento dos axions na direção preferida. É improvável, mas bastante aceitável, que o EMDrive seja tal cavidade.
Como funciona? A qualquer momento, as partículas de matéria escura passam por todas as áreas do espaço, sem serem restringidas pela presença de matéria ou outras partículas do Modelo Padrão. Na cavidade eletromagnética, os fótons de certa frequência saltam em todas as direções, mantendo o momento e não criando impulso. Mas se os fótons se moverem em uma determinada direção - por exemplo, para a parte de trás da cavidade - eles podem colidir com partículas de matéria escura e isso será:
Vídeo promocional:
- O fóton muda o momento e se move "um pouco menos para trás" e "um pouco mais para frente" do que era antes da colisão com uma partícula de matéria escura.
- O fóton colide com a parede da cavidade, reflete a partir dela e transmite um impulso na direção da própria cavidade.
- Uma partícula de matéria escura recebe um impulso exatamente na direção oposta: de volta.
- O momento é preservado porque a matéria escura o carrega, igual e em magnitude oposta àquela que absorve a cavidade.
Se for isso que acontecer, então este é um verdadeiro avanço. Visto que a matéria escura está em toda parte, precisaríamos apenas de uma fonte de energia - não de combustível - para viajar pela galáxia, porque em qualquer ponto do espaço encontraremos matéria escura suficiente. Isso significa que receberemos um método para detectar matéria escura que acidentalmente colide com nossas partículas, e assim confirmar sua existência. E o mais importante, tudo isso não viola as leis da física, porque o momento é conservado.
Os resultados do teste EMDrive ainda não foram comprovados. Existem muitas fontes potenciais de erro, e as próprias medições indicam uma grande incerteza em quanto impulso é produzido. Ainda não está claro se realmente há um impulso sem reação, ou se há uma reação que ainda não encontramos.
E a explicação envolvendo a matéria escura também será duvidosa, pois requer muitas incógnitas. Mas se o EMDrive realmente funcionar usando energia escura e o mistério da matéria escura for resolvido de uma vez por todas da forma mais inesperada, será incrível.
ILYA KHEL
