Conforme a imagem ao lado, A nave não se moveria de fato, ela se colocaria entre as dimensões de expansão e de encolhimento do universo. Como o espaço se moveria ao redor da nave, a teoria não viola a Teoria da Relatividade de Einstein. A velocidade de dobra tem sido por muito tempo um artificio das aventuras de ficção científica. Um Dispositivo mágico "deformando o espaço" e impulsionando as fantásticas naves de filmes e seriados como Jornada nas Estrelas a velocidades muito mais rápidas que a velocidade da luz. A maioria dos cientistas ridicularizou à idéia de viajar mais rapidamente que a velocidade da luz e consideraram isto como uma impossibilidade absoluta. Estes céticos se fundamentaram em uma teoria cientifica ...
muito poderosa e que, ao longo deste século, tem resistido a todos as provas: A Teoria da Relatividade Especial de Albert Einstein. Um dos conceitos básicos desta teoria é que nenhum objeto físico deste universo pode viajar a uma velocidade maior que a velocidade da luz ou seja, nenhum objeto pode viajar a uma velocidade maior que 300.000 km/s (aproximadamente).
Mas, sem dúvida, o conceito mais importante da Teoria da Relatividade é a famosa afirmação da "equivalência entre massa e energia", expressa através da equação E=mc2. Essa fascinante fórmula nos diz que, devido a relatividade, a massa dum corpo aumenta quanto mais rapidamente este se mover. Desse modo, o corpo ganha energia cinética (a energia de movimento) que é diretamente proporcional a massa do corpo e ao quadrado de sua velocidade. Como o aumento da massa acarreta um aumento da energia, fica fácil perceber que a massa está relacionada à energia e, logicamente, a energia a massa. Ambas são equivalentes! Assim, quanto mais um objeto se aproxima da velocidade da luz, mais e mais massa (ou seu equivalente em energia) será necessário para aumentar a velocidade do objeto, crescendo geometricamente de tal modo que no limite da velocidade da luz tende ao infinito.
Para qualquer viajante a bordo de uma nave espacial que viaja perto da velocidade de luz, o tempo fora da nave pareceria passar mais rapidamente, enquanto que para os passageiros dentro da nave o tempo passaria mais lentamente. Este efeito é ilustrado melhor no " Paradoxo dos Gêmeos" onde um gêmeo viaja para uma estrela com velocidade próximo da velocidade da luz e o outro gêmeo permanece na Terra. Quando o gêmeo que estava viajando retorna para a Terra, ele encontra o seu irmão gêmeo muito mais envelhecido, comparado consigo. Esse efeito não usual é consequência da "dilatação temporal de Einstein" que acontece com corpos que viajam a velocidades próximas da velocidade da luz.
Assim, a existência de um limite de velocidade define a relação temporal de eventos, em outras palavras, podemos dizer estritamente que define a relação entre causa e efeito. Viajar mais rapidamente que luz, caso fosse possível, poderia resultar em todos os tipos de paradoxos causais; eventos que parecem preceder causas. Um desses paradoxos famosos encontrados na ficção científica diz respeito a possibilidade de voltar no tempo e matar um dos seus pais antes de você ter nascido. Caso isto acontecesse, então você deixaria de existir. Mas se você não existe não poderia ter voltado no tempo e matado seu pai ou sua mãe. Mas se você não matou seu pai ou sua mãe, você não poderia ter deixado de existir!!!
Porém, existe um físico que pensa ter achado um modo para evitar este limite universal de velocidade, que poderá tornar real a possibilidade de uma viagem a "velocidade de dobra", que, mais uma vez, poderá tornar real a ficção científica de hoje. No futuro, o físico mexicano Miguel Alcubierre, que se doutorou na Universidade de Cardiff em Gales, Inglaterra, será reconhecido como o cientista que tornou possível está conquista de nossa ciência. Alcubierre, parece ter achado uma brecha na Teoria de Relatividade Geral de Albert Eisntein, que permite este tipo de viagem mais rápido que a velocidade da luz. De acordo com Relatividade Geral, o espaço não é uma entidade estática, além disso, a conjunção espaço e tempo forma uma "estrutura quadridimensional", uma " entidade dinâmica " que pode ser torcida e deformada por concentrações de massa e energia.
De acordo com a teoria de Alcubierre, seria possível gerar uma distorção deste "continuum espaço-tempo", seria possível criar uma dobra espacial, usando algo chamado "massa exótica", na frente e atrás de um objeto que então seria impulsionado a velocidades mais rápidas que luz. Mais especificamente, o "espaço-tempo" na frente do objeto é contraído e se expande atrás dele, criando o " campo de dobra" no qual o objeto poderia viajar semelhantemente a um surfista em uma onda, onde a velocidade local é menor que a velocidade da luz. Mas, globalmente, não existiria nenhum limite de velocidade. A própria astronave necessariamente não estaria acelerando e, portanto, não sofreria nenhuma dilatação temporal.
Matéria exótica é uma forma hipotética de matéria (prevista na Teoria do Universo Inflacionário) que tem uma "densidade de energia negativa". Em outras palavras; cria um tipo de pressão negativa ao seu redor, repelindo a gravidade. (A existência de densidades de energia negativas, foi provado em experiências de laboratório).
De acordo com as equações de Alcubierre, não haveria nenhum dos efeitos de dilatação de tempo experimentados por astronautas que viajam perto de velocidade de luz em espaço normal. E a nave poderia reduzir a velocidade ou acelerar tão rápido quanto seus pilotos desejassem, sem o medo de serem reduzidos à mesma consistência de uma geleia pelas forças inerciais. Os astronautas teriam aceleração zero em relação ao espaço ao redor deles dentro do "campo de dobra". No entanto, lembre-se que tudo isto depende da improvável existência de matéria exótica. Ela pode muito bem não existir. E, caso possa existir, ainda restaria a pergunta: Como se poderia criar e controlar este tipo de matéria?
Estas questões fazem muitos cientistas considerarem a teoria de Alcubierre como nada além de uma abstração matemática interessante, (e certamente não é uma prova absoluta que viagem mais rápido que a luz seja possível). Porém, o fato mais importante aqui é que ATÉ a teoria de Alcubeirre, a possibilidade de viagem mais rápido que a luz eram consideradas completamente impossíveis. Agora, uma porta pode ter sido aberta, uma porta suficientemente grande para que o homem e suas futuras naves possam se aventurar na realização de um sonho impossível. Ou seja, superar a velocidade da luz e se aventurar aos confins do Universo. Mas, se realmente esta porta conduz a algum lugar, somente uma outra geração de físicos poderá dizer!
Convém lembrar que, do mesmo modo que pode estar acontecendo com esta nova teoria, muitos dos objetos que hoje fazem parte de nosso dia a dia, já fizeram parte das histórias (ou estórias) de ficção científica. Robôs, computadores, televisão, a educação com o emprego de computadores, a aldeia global, clones, transplantes, a engenharia genética, a exploração do espaço próximo da Terra, estações espaciais, buracos negros, etc... não passavam de ficção para os nossos antepassados. Muitos cientistas no início deste século chegaram a afirmar que era impossível ao homem ir a Lua. No entanto, esta viagem já pode ser realizada com facilidade em nossos dias. Assim, a velocidade de dobra, que para muitos não passava (ou passa) de uma tola ficção, hoje já é aceita por muitos como algo realizável. Como dissemos acima, já existe uma brecha que algum dia poderá tornar estas viagens uma possibilidade real.
Bem, se a nova Teoria de Alcubierre diz que no futuro existe uma possibilidade real da humanidade empreender viagens através do Universo, certamente dentre as várias civilizações mais adiantadas que a nossa que provavelmente devem existir somente em nossa galáxia, algumas já devem ter alcançado um e estágio científico capaz de tornar possível a Tecnologia para a Velocidade de Dobra. Assim, é possível que tenham chegado ao nosso planeta e estejam nos estudando. O importante é que a Teoria de Alcubierre, contrariando todos os céticos e seus argumentos, pode tornar os UFOs um acontecimento REAL!
WARP DRIVE – A FICÇÃO PODE SE TORNAR REALIDADE
Em um universo tão amplo como o nosso, não é impossível que existam centenas, até mesmo milhares, de planetas onde vida semelhante a nossa possa ter se desenvolvido. Logicamente, estas milhares de civilizações estarão em diferentes estágios de conhecimento científico e tecnológico. Certamente muitas delas já realizam viagens espaciais, utilizando diferentes meios de deslocamento. Podemos até imaginar que algumas devem dominar o conhecimento necessário para realizar viagens interdimensionais. Outras, talvez em um estágio não tão avançado, estejam conseguindo superar a velocidade da luz que, apesar de todo nosso avanço científico e tecnológico, ainda é a barreira imposta por nossa ciência de acordo com a teoria da relatividade. Além da velocidade da luz, também temos outras barreiras a vencer e, felizmente, existem uma série de caminhos e perspectivas que a nossa ciência começa a deslumbrar, conforme podemos ver pelo texto abaixo.
O sistema de propulsão interstelar ideal deveria ser aquele que permitiria ir para outras estrelas tão depressa e confortavelmente quanto as viagens realizadas por naves criadas pela ficção científica, como por exemplo a nave do seriado Jornada das Estrelas. Antes que isto possa se tornar realidade, são necessários pelo menos dois avanços científico: A descoberta de meios para superar a velocidade da luz e a descoberta de meios para manipular a junção entre massa e o Universo. Este artigo explica por que estas inovações são necessárias e introduzem as possibilidades emergentes que podem conduzir eventualmente a estas descobertas.
É importante salientar que qualquer uma destas descobertas terá conseqüências revolucionárias que por si só teriam um enorme valor. 1) A necessidade de superar a velocidade da luz: Colocando de uma forma simples, o Universo é muito grande. Segundo a nossa ciência atual, a velocidade máxima que um corpo pode atingir é a velocidade da luz. Contudo, mesmo sendo uma velocidade extraordinária em termos de dimensões terrestres, leva mais de quatro anos para luz alcançar nossa estrela vizinha mais próxima.. Se nós queremos viajar a outras estrelas em um tempo razoável, nós temos que descobrir um modo para viajar mais rápido que luz. 2) A necessidade para manipular a junção massa e spacetime (4 dimensões do espaço e do tempo de nosso Universo): Esta necessidade é menos óbvia do que a necessidade de superar a velocidade da luz. O grande problema é o combustível, mais especificamente o propulsor do foguete. De acordo com a terceira Lei de Newton, a toda ação corresponde uma reação igual e contrária.
Assim, quando um carro se movimenta em uma estrada, por mais potente que seja o seu motor, se não houver uma estrada para exercer uma força em sentido contrário e empurrar o carro para a frente não haverá movimento. Para um avião, existe o ar para exercer uma força em sentido contrário. Lógico que para foguetes não existem estradas ou ar no espaço.
Foguetes têm que levar ao longo de sua jornada toda a massa que eles precisarão empurrar em sentido contrário para satisfazer a terceira Lei de Newton. Para evitar este problema, nós precisamos achar um modo para interagir com o nosso Universo, isto para induzir forças de propulsão sem usar um propulsor. Isto implica que nós precisaremos achar um modo para alterar a inércia de um veículo, seu campo gravitacional, ou sua conectividade com a própria estrutura do universo.
Para uma nave de tamanho modesto, digamos uma nave com uma carga de 200.000 kg, empreender uma viagem até a estrela mais próxima, baseando-se em suas velocidades atuais, levaria cerca de 900 anos para atingir seu objetivo. No entanto, o combustível necessário tornaria praticamente impossível tal viagem. Aqui está o quanto de propulsor seria necessário:
Para um foguete convencional, como os lançados pelos americanos e russos, impulsionados por combustão de gases, não há bastante massa no universo para chegar ao destino. Se usarmos um foguete com um motor a base de fissão nuclear, seria necessário aproximadamente um bilhão de super-tanques de propulsor. Se você usar um foguete de fusão nuclear, você vai precisar de aproximadamente mil super-tanques. E se você conseguir um foguete com um motor de Antimatéria, você provavelmente só vai precisar de aproximadamente de uns 100 super-tanques de combustível. É claro que será ainda pior se você quiser viajar mais rápido e chegar mais cedo.
Há esperança? Provavelmente sim. Nossa ciência continua avançando. Além dos refinamentos contínuos da relatividade geral, existem outras tentativas para melhor entender a massa, o espaço e o tempo. Algumas teorias recentemente publicadas fornecem novas perspectivas. Cada uma destas teorias tem alguma relevância para propulsão e apresentam novos avanços que permitem vislumbrar perspectivas para o futuro. Algumas destas recentes teorias são resumidas em seguida.
Uma teoria sobre "Warp drive" (parecido com a dobra espacial da ficção): Usando o formalismo da relatividade geral, pode-se supor que viagens com velocidades mais rápidas que a da luz pode ser possível. Tudo que você precisa fazer é contrair o espaço em frente da sua nave e ampliar o espaço atrás de sua nave. Esta deformação do espaço resultaria em um impulso muito grande e a nave poderia se movimentar com uma "velocidade arbitrariamente grande". Observadores fora desta "deformação espacial" veriam a nave se mover mais rapidamente que a velocidade de luz. Os observadores dentro desta "deformação" não sentiriam nenhuma aceleração, já que eles viajam com a mesma velocidade do espaço deformado.
Embora a velocidade da luz seja um limite dentro de spacetime, a taxa à qual o próprio Universo pode se expandir ou contrair é um assunto em aberto. Segundo as teorias cosmológicas, durante os momentos iniciais do "Big Bang", o Universo se expandiu mais rapidamente que a velocidade da luz.. Assim, se o Universo pôde se expandir mais rapidamente que a velocidade de luz durante o Big Bang, por que não pode acontecer novamente e satisfazer a teoria do "warp drive"?
Alguns cientistas em seminários e artigos vêm examinando a possibilidade de viagens com velocidades mais rápido que a luz. Buracos de Minhoca, (Wormholes), táquions (tachyons = partículas que viajam com velocidades muito superiores a velocidade da luz), e dimensões paralelas tem sido alguns dos tópicos examinados. Suas conclusões podem ser resumidas em:
(1)) viagem mais rápido que a luz está além de nossos horizontes atuais. Não existe nenhuma evidência Física que esta barreira possa ser ultrapassada. Além disso, muito pouco das pesquisas física atuais são orientadas para propulsão espacial ou para experiências de laboratório nessa área. Mesmo as recentes teorias dos superluminais necessitam de maiores estudos e comprovações.
(2) violações de causalidade (onde efeito precede causa) seriam inevitáveis se a viagem mais rápido que luz for possível. Nossa ciência não tem meios para entender estes paradoxos. É incerto se violações de causalidade são fisicamente proibidas ou não.
(3) Existem algumas "teorias", pesquisas ou experimentos realizáveis, possíveis de permitir avanços futuros que tornem viagens mais rápido que a luz uma realidade, tais como: (a) Procurar por evidência de "buracos de minhoca" (wormholes) através de observações astronômicas: (b) Procurar medir a velocidade de luz dentro de uma "cavidade de Casimir" (entre espaços fechados de placas condutivas). Procurar por evidências de espaço com energia negativa. Isto também está relacionado com Buracos de Minhoca, táquions e teorias de densidade de energia e massas negativas. (c) Solucionar o assunto da massa de repouso do Neutrino e determinar se a evidência experimental ainda não confirmada de que a massa imaginária existe. (d) Estudar os raios cósmicos acima da atmosfera e o seu espalhamento com o objetivos de saber sua composição,procurando evidências características de táquions.
Também temos que procurar modos novos de pensar em inércia e gravidade: Uma sugestão é procurar modos para usar eletromagnetismo, um fenômeno do qual nós temos bastante conhecimento e tecnologia, para controlar a inércia ou as forças inerciais e gravitacionais. É conhecido que gravidade e o eletromagnetismo são fenômenos relacionados. No formalismo de relatividade geral esta junção é descrita em termos de deformações de massa contra o qual o fenômeno eletromagnético está sendo medido. Em condições simples isto significa que a gravidade produz uma curvatura na trajetória da luz.
Embora gravidade afete a trajetória da luz, como sabemos um fenômeno eletromagnético, a possibilidade do processo inverso, isto é, a possibilidade de usar eletromagnetismo para afetar gravidade, ainda é desconhecido. Perspectivas novas na conexão entre gravidade e eletromagnetismo há pouco emergiram. Uma teoria publicada em fevereiro de 1994 sugere que inércia é nada mais do que uma ilusão eletromagnética. Esta teoria é baseada em um trabalho anterior que afirma que a gravidade é simplesmente um efeito secundário do efeito eletromagnético. Ambos os trabalhos confiam na perspectiva que toda a matéria é fundamentalmente composto de partículas eletricamente carregadas.
É importante salientar que estas teorias não foram escritas no contexto de propulsão e ainda não fornecem pistas diretas de como manipular eletromagneticamente a inércia ou gravidade. Também, estas teorias ainda são muito novas para serem confirmadas ou mesmo ignoradas. Apesar destas incertezas, estas teorias fornecem novas aproximações e novas perspectivas futuras para a física de propulsão. A utilidade delas, sua confirmação e validade ainda necessitam ser determinadas.
Velocidade de dobra pode ser possível, dizem físicos
24/06/2009 - A velocidade de dobra é bem conhecida dos fãs de Jornada nas Estrelas, permitindo que a Enterprise viaje pela galáxia com velocidades superiores à velocidade da luz. Mas será que a velocidade de dobra é apenas um sonho ou é aquela espécie de projeto que está apenas aguardando a hora de se realizar? Dois físicos da Universidade de Baylor, no Reino Unido, acreditam ter encontrado uma forma de trazer as viagens na velocidade da luz da ficção científica para a ciência, e de uma forma que não entra em contradição com as leis da física.
Bolha no espaço-tempo
Os Drs. Gerald Cleaver e Richard Obousy teorizam que, manipulando as dimensões do espaço-tempo ao redor de uma espaçonave, utilizando uma quantidade gigantesca de energia, seria possível criar uma "bolha" que poderia empurrar a nave mais rapidamente do que a velocidade da luz.
Para criar essa bolha, os físicos argumentam que seria necessário manipular a 11ª dimensão para criar energia escura. Cleaver afirma que a energia escura positiva é responsável por acelerar o universo, exatamente como aconteceu logo depois do Big Bang, quando o universo se expandiu mais rapidamente do que a velocidade da luz.
"Pense nisto como se fosse um surfista pegando uma onda," afirma o físico. "A nave seria empurrada pela bolha e a bolha estaria viajando mais rápido do que a velocidade da luz."
PARTE 2