Nota: O seguinte artigo irá ajudá-lo com: Os humanos descobriram como fazer uma bolha de dobra
O espaço é vasto. Realmente, muito vasto. Tão vasto, de fato, que levaria a Voyager 1, o objeto feito pelo homem mais distante da Terra, mais de 73 milênios para alcançar a estrela mais próxima do nosso Sol, Proxima Centauri, em sua velocidade atual de mais de 38.000 mph, se fosse foi nessa direção para começar. Em suma, se vamos encontrar uma maneira de explorar além do nosso próprio sistema solar, precisamos encontrar uma maneira de dobrar as leis da física para possibilitar viagens mais rápidas que a luz.
Uma equipe de cientistas trabalhando com a DARPA, incluindo o pioneiro do warp drive Dr. Harold G “Sonny” White, pode ter nos levado um passo mais perto dessa realidade com o anúncio de que descobriram uma bolha que distorce o espaço, a coisa fundamental necessária para a viagem mais rápida que a luz do universo de Star Trek.
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Antes de avançarmos para visões românticas de viagens espaciais, disse White, precisamos pensar no que poderíamos fazer com uma bolha de dobra de microescala, como a que sua equipe descobriu, antes mesmo de sonhar com o que poderia ser no futuro. Dr. White é apaixonado por viagens espaciais, mas diz que precisamos começar simples. “Pode haver muitas outras coisas ao longo do caminho antes de chegarmos lá que possam ter algumas implicações realmente interessantes”, disse ele.
O que é uma bolha de dobra?
Esta é uma noção bastante complicada que envolve muita matemática, mas em seu nível mais básico, uma bolha de dobra é um pouco de espaço que é contraído na frente e expandido na parte de trás. A contração/expansão teoricamente empurra a bolha e seu conteúdo para frente a velocidades que ultrapassam a velocidade da luz sem jamais violar as leis da física: você não está viajando mais rápido que a luz, está surfando em uma bolha de espaço condensado.
As bolhas de dobra também são importantes porque eliminam um grande problema das viagens mais rápidas que a luz: a dilatação do tempo. Digamos que você tenha conseguido viajar mais rápido que a luz: tudo o mais fora de sua nave aceleraria, o que significa que a excursão de três horas que você fez a um planeta tropical agradável poderia equivaler a anos de tempo passando na Terra. Simplificando, se você planeja se mover mais rápido que a luz enquanto segue as leis conhecidas da física, é melhor dizer adeus a tudo que você já amou antes de sair.
Novamente, bolhas de dobra contornam esse problema porque o espaço dentro da bolha permanece inalterado, então uma hora de viagem em velocidade de dobra significaria que apenas uma hora se passou para todos os outros que não estão atualmente em um bolsão de espaço de ficção científica.
As bolhas de dobra foram por muito tempo o domínio da ficção científica, até que o físico teórico Miguel Alcubierre apareceu e teorizou seu motor de dobra de Alcubierre em 1994, que mantinha a relatividade geral enquanto permitia viagens mais rápidas que a luz. A chave sobre a qual repousava era um campo de densidade de energia que era configurável em uma bolha de vácuo que faria qualquer coisa dentro dela ter massa negativa.
Infelizmente, a quantidade de energia necessária para operar uma unidade de Alcubierre tornou isso impossível, até 2012, quando o Dr. White propôs mudanças na matemática e na forma da nave projetada para criar o campo, o que reduziu a energia necessária de “impossível” para uma potência fonte do tamanho da nave espacial Voyager 1. Desde então, o desenvolvimento de uma bolha de dobra real ou unidade Alcubierre continuou a ser um sonho distante.
Descobrindo uma bolha de dobra
Avançando para 2021, o Dr. White, cujo artigo de 2012 foi escrito enquanto trabalhava na NASA como Líder do Tema de Propulsão Avançada, está fazendo pesquisas financiadas pela DARPA em objetos chamados cavidades de Casimir. Essas cavidades são formadas por duas placas paralelas com um pilar passando entre elas. Essas coisas são pequenas – meros mícrons de tamanho – e fazem algo realmente interessante: criar um vácuo negativo entre as placas quando expostas a um vácuo regular.
“Você anteciparia pressão zero fora e pressão zero na cavidade, mas o que encontramos quando medimos é pressão negativa entre as placas”, disse Dr. White.
“O que estamos tentando fazer é explorar o vácuo quântico em um nível fundamental”, disse o Dr. White. “Achamos que há um pouco mais nesses aspiradores do que sabemos atualmente. Algumas das características desconhecidas podem ser usadas para criar algumas tecnologias realmente úteis.” Daí o interesse da DARPA.
Esses usos podem incluir coisas incríveis, como baterias baseadas no que o Dr. White chama de “células solares de vácuo quântico” que nunca ficariam sem energia. Produtos de telecomunicações que usam ondas longitudinais não perturbadas por edifícios ou barreiras naturais podem ser um uso potencial, assim como fotossensores que não sofrem de aberração cromática porque detectam todos os elementos do espectro EM uniformemente.
Potenciais aplicações à parte, testar essas cavidades levou a uma descoberta interessante: um campo de energia de vácuo negativo que parecia uma fatia bidimensional de uma bolha de dobra de Alcubierre.
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“Nossas cavidades personalizadas Casimir são basicamente dois grandes aviões com uma longa vara no meio. A métrica de Alcubierre, em comparação, precisa de um anel total de densidade negativa de energia do vácuo, o que significa que precisa se parecer mais com um salva-vidas”, disse o Dr. White.
Já tendo feito todas as contas e coletado todos os dados que foram gerados pelo experimento com a versão 2D da bolha que a equipe observou, o próximo passo lógico foi pegar esses dados e mudar a forma do objeto no centro, ficando livrar-se do poste e colocar na estranha forma de nave estelar vulcana mostrada na parte superior do artigo.
Depois de executar simulações com a forma modificada, a matemática acabou de somar, disse o Dr. White. “Fizemos uma análise proposital usando [the warp ship shape]e uau – ei, isso correspondeu aos requisitos da métrica de Alcubierre.”
A equipe da bolha de dobra publicou um artigo sobre suas descobertas, que o Dr. White diz que não são de forma alguma ilustrativas de um análogo da bolha de dobra: seus dados mostram que, dada a forma correta colocada nas mesmas cavidades físicas que estão experimentando agora, uma bolha de dobra honesta para Deus seria criada.
“Podemos identificar para a comunidade física que existe um tipo de estrutura do mundo real que podemos fazer e que a análise prevê. Ele manifestará uma densidade de energia de vácuo negativa, de tal forma que manifestaria uma bolha de dobra em nanoescala real, não um análogo… isso seria uma bolha de dobra em nanoescala real, sem brincadeira”, disse Dr. White.
A pergunta de 299.792.458 m/s: Quando é o primeiro contato?
No mundo de Star Trek, a bolha de dobra funciona basicamente da mesma maneira: a Enterprise não está realmente viajando mais rápido que a luz, está apenas surfando uma onda espacial cósmica gerada por seu núcleo de dobra de matéria/antimatéria.
Zefram Cochrane foi responsável pela construção da primeira nave funcional com capacidade de dobra no universo Trek em 2063, quando os vulcanos, que estavam de passagem, decidiram que era hora de fazer o primeiro contato e receber os humanos na comunidade galáctica. Podemos estar no caminho certo, então, com a equipe do Dr. White estabelecendo as bases práticas para conceitos teóricos que nos levam para longe da Terra e em direção às estrelas.
Então, quando os humanos podem esperar férias em Risa, fazer negócios em Ferenginar e estudar na Academia de Ciências Vulcana (condicional ao cumprimento dos rigorosos requisitos de entrada)? Não vamos nos precipitar, diz o Dr. White.
“Muitas pessoas querem ir direto ao aplicativo: quando vamos fazer algo assim? Eu recebo a motivação para isso, mas a ciência é um processo lento e árduo.” Dr. White diz que seu lema tem sido “rastejar, andar, correr”, quando se trata desse tipo de coisa de ponta. Sonhar é importante, diz ele, mas também é importante fazer a pesquisa básica para encontrar aplicações adicionais que sejam práticas e valiosas agora, na era em que ainda estamos presos à terra.
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“Eu não tenho uma bola de cristal mais do que qualquer outra pessoa. Não sei quando essa ideia pode ser aplicada a viagens espaciais, ou mesmo se isso pode se tornar realidade”, disse White. Isso é compreensível, já que estamos falando atualmente de bolhas de dobra geradas em cavidades menores que a largura de um fio de cabelo humano.
“A ciência continuará a girar a manivela e martelar a rocha, desbastando lentamente alguns dos desconhecidos para chegar a mais conhecidos”, disse o Dr. White. Considere esta descoberta apenas um chip na direção certa.
