É possível "Warp Drive" de Star Trek?

Um dos principais dispositivos de plotagem em quase todos os "Jornada nas Estrelas"episódio e filme é a capacidade de naves espaciais viajarem na velocidade da luz e além. Isso acontece graças a um sistema de propulsão conhecido como unidade de dobra. Parece "ficção científica" e é - a distorção não existe realmente. No entanto, em teoria, alguma versão desse sistema de propulsão poderia ser criada a partir da idéia - com tempo, dinheiro e materiais suficientes.

Talvez o principal motivo pelo qual o warp drive pareça ser possível seja o fato de ainda não ter sido provado. Portanto, pode haver esperança para um futuro com o FTL (mais rápido que a luz) viajar, mas não tão cedo.

Na ficção científica, o warp drive é o que permite às naves atravessar o espaço movendo-se mais rápido que a velocidade da luz. Esse é um detalhe importante, pois a velocidade da luz é o limite de velocidade cósmica - a lei e barreira finais do universo.

Tanto quanto sabemos, nada pode se mover mais rápido que a luz. De acordo com Einstein

No entanto, existem duas brechas. Uma é que não parece haver uma proibição de viajar o mais próximo possível da velocidade da luz. A segunda é que, quando falamos da impossibilidade de atingir a velocidade da luz, estamos falando tipicamente da propulsão de objetos. No entanto, o conceito de propulsão de dobra não é necessariamente baseado exclusivamente nos navios ou objetos que voam à velocidade da luz, conforme explicado mais adiante.

Buracos de minhoca costumam fazer parte da conversa em torno das viagens espaciais pelo universo. No entanto, viajar via buracos de minhoca seria distintamente diferente do uso do warp drive. Enquanto o warp drive envolve o movimento a uma certa velocidade, os buracos de minhoca são estruturas teóricas que permitem que as naves espaciais viajem de um ponto a outro através do túnel no hiperespaço. Efetivamente, eles deixariam os navios tomarem um atalho, pois tecnicamente permanecem vinculados ao espaço-tempo normal.

Um subproduto positivo disso é que a espaçonave pode evitar efeitos indesejáveis, como dilatação do tempo e reações à aceleração maciça no corpo humano.

Nosso entendimento atual da física e de como a luz viaja exclui que os objetos atinjam uma velocidade maior que a velocidade da luz, mas não exclui a possibilidade de espaço em si viajando nessa velocidade ou além dela. De fato, algumas pessoas que examinaram o problema afirmam que, no universo primitivo, o espaço-tempo se expandia em velocidade superluminal, mesmo que por um intervalo muito curto.

Se essas hipóteses forem comprovadas verdadeiras, um warp drive poderia tirar proveito dessa brecha, deixando para trás a questão do propulsão de objetos e, em vez disso, encarregar os cientistas da questão de como gerar a enorme energia necessária para mover espaço-tempo.

Se os cientistas adotarem essa abordagem, o warp drive pode ser pensado desta maneira: um warp drive é o que cria uma imensa quantidade de energia que contrai o espaço-tempo na frente da nave estelar enquanto expande igualmente o espaço-tempo na retaguarda, criando uma distorção bolha. Isso faria com que o espaço-tempo caísse em cascata pela bolha - o navio permanece estacionário em sua área local enquanto a urdidura prossegue para um novo destino na progressão superluminal.

No final do século XX, o cientista mexicano Miguel Alcubierre provou que a propulsão da urdidura era, de fato, consistente com as leis que governavam o universo. Motivado por seu fascínio pelo revolucionário piloto de enredo de Gene Roddenberry, a nave de Alcubierre o design - conhecido como passeio de Alcubierre - monta uma "onda" de espaço-tempo, assim como um surfista monta uma onda no oceano.

Apesar da prova de Alcubierre e do fato de que não há nada em nossa compreensão atual da teoria física que proíbe o desenvolvimento de um mecanismo de dobra, a idéia como um todo ainda está no campo da especulação. Nossa tecnologia atual ainda não chegou e, embora as pessoas estejam trabalhando em maneiras de alcançar esse feito maciço de viagens espaciais, ainda há muitos problemas a serem resolvidos.

A criação e o movimento de uma bolha de urdidura precisam do espaço à sua frente para aniquilar, enquanto o espaço na parte de trás precisa crescer rapidamente. Esse espaço aniquilado é chamado de massa negativa ou energia negativa, um tipo de matéria altamente teórica que ainda não foi "encontrada".

Com isso dito, três teorias nos aproximaram da realidade da massa negativa. Por exemplo, o efeito Casimir estabelece uma configuração em que dois espelhos paralelos são posicionados no vácuo. Quando eles são movidos extremamente próximos um do outro, parece que a energia entre eles é menor do que a energia ao seu redor, criando energia negativa, mesmo que em quantidades minúsculas.

Em 2016, cientistas do LIGO (Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro a Laser) provaram que o espaço-tempo pode "deformar" e dobrar-se na presença de enormes campos gravitacionais.

E a partir de 2018, cientistas da Universidade de Rochester usaram lasers para demonstrar outra possibilidade para a criação de massa negativa.

Embora essas descobertas estejam aproximando a humanidade de um mecanismo de dobra funcional, essas quantidades mínimas de massa negativa estão longe do alcance magnitude da densidade de energia negativa que seria necessária para viajar 200 vezes FTL (a velocidade necessária para chegar à estrela mais próxima em uma quantidade razoável de Tempo).

Com o design de Alcubierre em 1994 e outros, parecia que a enorme quantidade de energia necessária para criar o a expansão e contração necessárias do espaço-tempo excederiam a produção do sol durante seus 10 bilhões de anos vida útil. No entanto, pesquisas adicionais foram capazes de reduzir a quantidade de energia negativa necessária à de um planeta gigante gasoso, o que, embora seja uma melhoria, ainda é um desafio a ser enfrentado.

Uma teoria para resolver esse obstáculo é extrair a enorme quantidade de energia criada a partir de antimatéria aniquilações - explosões das mesmas partículas com cargas opostas - e usá-las no "núcleo de dobra" da nave.

Mesmo que os cientistas consigam dobrar o espaço-tempo em torno de uma determinada nave espacial, isso só levaria a mais perguntas sobre viagens espaciais.

Os cientistas teorizam que, juntamente com as viagens interestelares, uma bolha de urdidura potencialmente coletaria um grande número de partículas, o que poderia causar explosões maciças na chegada. Outros possíveis problemas relacionados a isso são a questão de como navegar por toda a bolha de dobra e a questão de como os viajantes se comunicariam com a Terra.

Tecnicamente, ainda estamos muito longe do movimento de dobra e das viagens interestelares, mas com o avanço da tecnologia e o avanço da inovação, as respostas estão mais próximas do que nunca. Pessoas como Elon Musk e Jeff Bezos, que aspiram fazer de nós uma civilização espacial, são os estímulos necessários para decifrar o código do mecanismo de dobra. Pela primeira vez em décadas, existe uma empolgação do rock and roll com o vôo espacial, e esse tipo de entusiasmo é outra peça essencial na busca por explorar o universo.