Impressão artística de diferentes designs de espaçonaves considerando formas teóricas de diferentes tipos de 'bolhas de dobra'. Crédito:E Lentz
Se viajar para estrelas distantes durante a vida de um indivíduo for possível, um meio de propulsão mais rápido do que a luz terá que ser encontrado. A data, até mesmo pesquisas recentes sobre transporte superluminal (mais rápido que a luz) com base na teoria da relatividade geral de Einstein exigiriam grandes quantidades de partículas hipotéticas e estados da matéria com propriedades físicas "exóticas", como densidade de energia negativa. Este tipo de matéria não pode ser encontrado atualmente ou não pode ser fabricado em quantidades viáveis. Em contraste, uma nova pesquisa realizada na Universidade de Göttingen contorna esse problema ao construir uma nova classe de 'solitons' hiper-rápidos usando fontes apenas com energias positivas que podem permitir a viagem em qualquer velocidade. Isso reacende o debate sobre a possibilidade de viagens mais rápidas do que a luz com base na física convencional. A pesquisa está publicada na revista. Gravidade Clássica e Quântica .
O autor do artigo, Dr. Erik Lentz, analisou pesquisas existentes e descobriu lacunas em estudos anteriores de 'warp drive'. Lentz notou que existiam configurações ainda a serem exploradas da curvatura do espaço-tempo, organizadas em 'solitons' que têm o potencial de resolver o quebra-cabeça enquanto são fisicamente viáveis. Um soliton - neste contexto também conhecido informalmente como uma 'bolha de dobra' - é uma onda compacta que mantém sua forma e se move em velocidade constante. Lentz derivou as equações de Einstein para configurações de soliton inexploradas (onde os componentes do vetor de deslocamento da métrica espaço-tempo obedecem a uma relação hiperbólica), descobrindo que as geometrias de espaço-tempo alteradas poderiam ser formadas de uma maneira que funcionava mesmo com fontes de energia convencionais. Em essência, o novo método usa a própria estrutura de espaço e tempo disposta em um sótão para fornecer uma solução para viagens mais rápidas do que a luz, que - ao contrário de outras pesquisas - precisaria apenas de fontes com densidades de energia positivas. Nenhuma densidade de energia negativa exótica necessária.
Se energia suficiente pudesse ser gerada, as equações usadas nesta pesquisa permitiriam viagens espaciais para Proxima Centauri, nossa estrela mais próxima, e de volta à Terra em anos, em vez de décadas ou milênios. Isso significa que um indivíduo pode viajar de ida e volta durante sua vida. Em comparação, a tecnologia atual de foguetes levaria mais de 50, 000 anos para uma viagem só de ida. Além disso, os solitons (bolhas de dobra) foram configurados para conter uma região com forças de maré mínimas, de forma que a passagem do tempo dentro do sótão coincida com o tempo externo:um ambiente ideal para uma espaçonave. Isso significa que não haveria as complicações do chamado 'paradoxo dos gêmeos', em que um gêmeo viajando perto da velocidade da luz envelheceria muito mais lentamente do que o outro gêmeo que ficou na Terra:na verdade, de acordo com as equações recentes, os dois gêmeos teriam a mesma idade quando se reunissem.
Imagem que mostra quanto tempo diferentes tipos de espaçonaves levariam para viajar de nosso sistema solar até Proxima Centauri (a estrela conhecida mais próxima). Atualmente, a única opção seria usar um foguete químico, o que significa um tempo de viagem de mais de 50, 000 anos. Crédito:E Lentz
"Este trabalho afastou o problema da viagem mais rápida do que a luz da pesquisa teórica em física fundamental e aproximou-se da engenharia. A próxima etapa é descobrir como reduzir a quantidade astronômica de energia necessária para a faixa de tecnologias de hoje, como uma grande usina de fissão nuclear moderna. Então podemos falar sobre a construção dos primeiros protótipos, "diz Lentz.
Atualmente, a quantidade de energia necessária para este novo tipo de propulsão espacial ainda é imensa. Lentz explica, "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. A economia de energia precisaria ser drástica, de aproximadamente 30 ordens de magnitude para o alcance dos modernos reatores de fissão nuclear. "Ele prossegue, dizendo:" Felizmente, vários mecanismos de economia de energia foram propostos em pesquisas anteriores que podem reduzir potencialmente a energia necessária em quase 60 ordens de magnitude. "Lentz está atualmente nos estágios iniciais de determinar se esses métodos podem ser modificados, ou se novos mecanismos são necessários para reduzir a energia necessária ao que é atualmente possível.