Voar para as estrelas é um sonho antigo da humanidade. No entanto, as distâncias até eles são tão grandes e a velocidade de qualquer meio técnico conhecido por nós é tão baixa que parece que o sonho permanecerá para sempre uma fantasia artística. E, no entanto, os físicos têm uma ideia de como enganar as leis da natureza e invadir o espaço interestelar.
LIMITE DE VELOCIDADE
Até o início do século 17, acreditava-se que a luz se espalhava instantaneamente. Contrariamente a esta opinião, o grande Galileu Galilei acreditava que tinha uma certa velocidade, e até inventou uma experiência com uma lanterna para medi-la, mas não teve sucesso. Como resultado, foi medido pela primeira vez pelo astrônomo dinamarquês Olaf Roemer, que em 1676 observou os eclipses de Io, a lua de Júpiter, e descobriu que o tempo entre os eclipses fica menor quando a distância desse planeta gigante à Terra diminui, e mais quando aumenta. Ele percebeu que a diferença se deve à velocidade da luz, que "viaja" uma distância maior quando Júpiter se afasta, e foi capaz de calculá-la facilmente. Roemer, é claro, errou ao determinar o valor exato, mas estabeleceu corretamente a ordem - 214.000 km / s.
Físicos posteriores realizaram muitas outras medições e no início do século XX estabeleceram: a velocidade da luz no vácuo é de 299.910 km / s - isso já era próximo ao valor moderno. Mas ninguém poderia sequer imaginar que é o máximo para o nosso Universo.
Em 1905, Albert Einstein aceitou como postulado para sua teoria da relatividade especial (SRT) não apenas a afirmação de que a velocidade da luz é a máxima possível, mas também que é invariante, ou seja, não depende do movimento da fonte de luz ou do referencial. observador. Consequências incomuns seguiram disso. Por exemplo, descobriu-se que quanto mais próxima a velocidade de um objeto da velocidade da luz, mais lento seu tempo flui e mais significativa se torna a massa. Ou seja, nenhum corpo material pode acelerar à velocidade da luz, caso contrário, sua massa se tornará infinita.
PARADOXO DA TELEPORTAÇÃO
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Portanto, a velocidade da luz é limitante e até mesmo a luz atinge a estrela mais próxima, Proxima Centauri, em apenas 4,2 anos. Se usarmos as modernas tecnologias de foguetes, cujo recorde continua sendo a velocidade de 20 km / s, serão necessários mais de 70 mil anos para chegar lá! É claro que, com esse período de tempo, não há necessidade de falar seriamente sobre expedições às estrelas mais próximas.
Mesmo assim, mentes investigativas tentaram quase imediatamente encontrar uma maneira de superar os limites de velocidade. Uma dessas formas pode ser o teletransporte.
Curiosamente, a ideia de decompor objetos em átomos com sua recriação subsequente foi inventada antes mesmo que a discussão sobre a realidade técnica do teletransporte surgisse em princípio. Encontramos isso na história do americano Edward Mitchell "The Man Without a Body", publicada em 1877. Então, acreditava-se que a ciência havia aprendido a estrutura das moléculas e dos átomos, então o escritor acreditava que seria fácil recriar um objeto desmontado em "tijolos" elementares. No século XX, a ideia passou a ser procurada por escritores de ficção científica e hoje é difícil imaginar uma obra sobre voos interestelares em que não houvesse teletransporte.
Quanto à ciência, antes dos físicos os filósofos pensavam nas prováveis consequências do teletransporte. Suponha, eles disseram, que um teletransporte desmonte uma pessoa em átomos, então a informação sobre eles é transmitida a Marte, e lá outro teletransporte coleta uma pessoa de materiais locais. Uma pessoa em Marte pode ser considerada a mesma pessoa que entrou no teletransporte na Terra? Descobriu-se que não existem critérios suficientes para identificar uma pessoa, ou seja, até que estabeleçamos qual é a base material da “alma”, é prematuro falar sobre a aplicabilidade do teletransporte.
Mas se você usar para enviar itens? E nem tudo é simples aqui! O princípio da incerteza, descoberto por Werner Heisenberg, proíbe a medição precisa de todas as características de uma partícula: para a fixação numérica de uma característica, é preciso “sacrificar” outra, de modo que nunca podemos descrever completamente um objeto em um nível elementar.
Então os cientistas pensaram na possibilidade de usar os recursos da mecânica quântica para teletransporte. Como você sabe, existe o emaranhamento quântico - um fenômeno no qual os estados quânticos dos objetos são interdependentes, mesmo que os próprios objetos estejam separados no espaço por uma grande distância. Claro, com a ajuda do emaranhamento quântico não se pode transmitir matéria ou energia, mas é possível transmitir informações, e a uma velocidade … muito superior à da luz! Na prática, é assim. Você tem um objeto que está emaranhado com um objeto que é enviado a Marte. Você altera o estado quântico do seu objeto, após o qual o estado do objeto em Marte muda instantaneamente de acordo.
Experimentos de teletransporte quântico vêm sendo realizados desde 1997, e hoje até uma espécie de recorde foi estabelecido para a tradução dos estados dos fótons a 143 km. Os sucessos dos físicos são impressionantes, mas a natureza ainda não sucumbiu à pressão: para decifrar o significado de uma mensagem recebida dessa forma, são necessárias informações adicionais, que são transmitidas por um canal de rádio convencional.
BUBBLE ALCUBIERRE
Outra ideia de como enganar as leis da natureza foi inventada pelo físico soviético Sergei Snegov na fantástica trilogia People are Gods, publicada na segunda metade dos anos 1960. Os "motores Tanev" descritos por ele foram capazes de influenciar ativamente o espaço, convertendo o vácuo em matéria, devido ao qual os personagens foram capazes de desenvolver velocidades arbitrariamente altas.
Algo semelhante foi sugerido muitos anos depois pelo físico teórico Miguel Alcubierre. Em seu artigo de 1994 Warp Drive: Ultra-Fast Travel in General Relativity, ele descreveu um método de deformação do espaço, que teoricamente torna possível acelerar mais rápido do que a luz. O motor hipotético forma uma espécie de "bolha" ("esfera de dobra"), atrás da qual o espaço comum se expandirá e na frente dele se contrairá. De fato, em um volume local, o modelo dos primeiros jovens do Universo está sendo recriado, quando a própria estrutura do espaço se expandia. No entanto, é necessária uma energia negativa exótica para colocar uma nave espacial em uma bolha. Ele, por sua vez, pode ser gerado devido ao efeito Casimir, que gera partículas virtuais.
Claro, também existem problemas. Os físicos calcularam que, para criar uma "bolha" de tamanho suficiente, é necessária energia comum, cujo poder é comparável ao que seria obtido pela conversão de toda a massa de Júpiter em energia. Apesar disso, um grupo foi formado na agência espacial da NASA liderado pelo físico Harold White, que tem trabalhado muito desde 2011 para aprimorar a ideia de um warp drive e conseguiu configurar a "bolha" em um "disco", devido ao qual o consumo de energia necessário foi reduzido ao aceitável quantidades. Além disso, é anunciado que em um futuro próximo seu grupo vai lançar um protótipo de warp drive que usa poderosos lasers para formar um "disco".
Vale ressaltar que em paralelo com os físicos, o artista-designer Mark Redmaker está trabalhando no conceito de uma nave superluminal, batizada de IXS Enterprise, cujos desenhos e pinturas ajudam a entender melhor a profundidade dos problemas técnicos que terão de ser resolvidos pelos engenheiros se o warp drive for construído. Segundo cálculos, a nave será capaz de cobrir a distância até Proxima Centauri em apenas duas semanas.
Embora não haja uma certeza firme de que o grupo de Harold White terá sucesso, podemos dizer com certeza: os cientistas não abandonarão suas tentativas de enganar as leis existentes da física e encontrar uma maneira de chegar às estrelas.
Anton Pervushin
