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A velocidade de dobra (Warp drive) de Alcubierre

 

O físico teórico Miguel Alcubierre nasceu na Cidade do México onde ele viveu ate 1990 quando foi para Cardiff no o REINO UNIDO para se diplomar na Universidade de Gales. Ele recebeu o seu PhD naquela  instituição em 1993 realizando sua pesquisa de tese em soluções numéricas das equações da Relatividade Geral, resolvendo as equações gravitacionais de Einstein .com computadores extremamente rápidos. Ele continuou trabalhando neste campo, inventando técnicas numéricas para descrever a física relacionadas com os buracos negros.

A cerca de mais ou menos 10 anos atrás Alcubierre publicou um artigo notável que nasceu do seu trabalho com a relatividade geral, intitulado " Modelo padrão para espaço - tempo e gravitação ". Neste artigo, ele descreve uma solução muito incomum das equações de Einstein de relatividade geral, descrita  por ele como uma ".Warp Drive " ( algo como velocidade de dobra ), que em resumo cria argumentos palpáveis para a possibilidade de se fazer " uma modificação do espaço - tempo de modo a permitir .um meio de se viajar pelo espaço com velocidades extremamente grandes ".

No contexto de Relatividade Especial, a velocidade de luz e o limite absoluto de velocidade em nosso Universo para qualquer objeto que tenha uma massa real. Isto ocorre principalmente porque quando um corpo se aproxima da velocidade da luz, mais e mais da energia  fornecida ao corpo aparece sob forma de massa adicional. Isto não e apenas teoria, há anos os físicos que trabalham nos laboratórios com grandes aceleradores de partículas subatômicas vem observando que a massa e a  velocidade dessas partículas ajustam-se exatamente aos valores previstos pela  Teoria da Relatividade. Assim, quanto mais rápido o objeto, mais a energia cinética envolvida no movimento tem como efeito principal causar um aumento em sua massa - energia em lugar de velocidade, sendo que a massa - energia vai a infinito nos limites da velocidade de luz. A síntese do que esta escrito acima esta expressa em uma das mais importantes equações da  Física E = m.c.c (energia = massa X velocidade da luz ao quadrado).

A Relatividade Especial, publicada em 1.905 por Einstein, pode ser considerada como um caso particular da Teoria da Relatividade Geral publicada por Einstein em 1916. A Relatividade geral trata a relatividade especial como uma sub - teoria restrita que e aplicada localmente a qualquer região de espaço suficientemente pequena, onde a curvatura do espaço pode ser negligenciada. Em outras palavras, a velocidade da luz e o limite de velocidade local, mas as considerações mais amplas da relatividade geral podem fornecer meios de superar esta limitação local. A idéia básica e não procurar sistemas de propulsão que possam superar a velocidade da luz, mesmo porque esta proibição dada pela Teoria da Relatividade especial continua valida, mas sim usar a curvatura do próprio espaço - tempo, proposta pela teoria da Relatividade Geral, para superar este limite. Em vez de dizer que nada pode viajar mais rapidamente que a velocidade da luz ( c ), e preciso dizer que nada pode viajar mais rapidamente que a luz localmente. Isso significa que nada pode viajar mais rapidamente que a luz em relação a sistemas de referencia locais. Entretanto, se o espaço e curvo. Esses marcos de referencias locais não precisam ser globais e, possivelmente, este limite pode ser superado.

Um exemplo disto seria um " Buraco de Minhoca " que em tese pode conectar duas regiões do espaço extensamente distantes no universo. Assim, se considerarmos, por exemplo, duas regiões do Universo separadas por 20 anos - luz e unidas momentaneamente por um "Buraco de Minhoca", um objeto mesmo respeitando o limite máximo da velocidade da luz, poderia levar somente alguns dias ou ate mesmo minutos, para atravessar este " atalho " entre estas duas regiões distantes. Porém, através deste atalho ( o " Buraco de Minhoca " ) o objeto teria viajado 20 anos - luz em minutos, produzindo uma velocidade efetiva de milhares de vezes superior a velocidade da luz. Assim, localmente a velocidade seria menor que a da luz, mas em relação ao Universo como um todo, este limite teria sido amplamente superado.

Outro exemplo de velocidade mais rápida que a luz na Relatividade Geral é a expansão do próprio universo. Como o universo se expande, novos espaços estão sendo criados entre diversos pontos do Universo. Os objetos podem estar em repouso com respeito ao ambiente local deles e, no entanto, a distância entre eles pode crescer a uma taxa maior que a velocidade de luz, em função dessa expansão. Aqui esta a premissa básica atrás da " Warp Drive " de Alcubierre: Embora Relatividade Especial proíba objetos de se moverem mais rapidamente que a luz dentro do espaço-tempo, desconhecemos o qual rapidamente o próprio espaço-tempo pode se mover.

Alcubierre propôs um modo de superar o limite da velocidade da luz, parecido com a expansão do universo, mas em uma escala local. Ele desenvolveu uma " métrica " para relatividade geral, uma representação matemática da curvatura de espaço, que descreve uma região plana do espaço próximo de uma " dobra " que pode ser impulsionada adiante com
qualquer velocidade arbitrária, inclusive velocidades maiores que a da luz, a velocidade de dobra de Alcubierre e construída por funções tangentes hiperbólicas as quais criam um distorção muito peculiar do espaço nas extremidades do volume de espaço considerado.

A idéia e inovadora. Se o espaço-tempo pode ser dobrado localmente de modo que se expanda atrás de uma nave e se contraia adiante dela, então a nave será impulsionada junto com o espaço que a contem. Localmente, a nave nunca viajara mais rápido do que a luz, porque a luz também será impulsionada junto com a onda de espaço em expansão. Mas, globalmente percorrera distâncias incrivelmente grandes em pequenos intervalos de tempo.

Uma maneira de visualizar o que acontece e imaginar-se a bordo de uma nave. Se o espaço subitamente se expandir por detrás da nave em uma escala suficientemente grande, você percebera que a base estelar que deixou há poucos minutos agora esta a muitos anos luz de distância. Da mesma forma, se o espaço se contrair adiante de você, será possível perceber que a base em direção a qual você viaja, que estava a alguns anos luz de distância, agora esta tão próxima que poderia ser alcançada em minutos a velocidade de propulsão normal.

Portanto, a própria curvatura do espaço, proposta pela Teoria da Relatividade Geral e já comprovada experimentalmente, produz uma abertura para viagens acima da velocidade da luz. Uma abertura suficientemente grande para permitir que naves alienígenas de " mundos " distantes possam chegar ate nós!!!

Baseado em artigos dos Físicos: Miguel Alcubierre, John G. Cramer e um trecho do livro A Física de  Jornada das Estrelas, escrito pelo físico Lawrence M. Krauss.

 




VIDA LONGA E PRÓSPERA......!


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