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Uma nave espacial mais rápida que a luz Warp pode ser possível

Uma nave espacial mais rápida que a luz Warp pode ser possível


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É isso aí. Você decidiu que 2020 foi o suficiente. Você criou uma nave espacial e optou por partir para o planeta habitável mais próximo. Nenhum dos vizinhos tradicionais potencialmente habitáveis ​​como Marte, Vênus ou Titã fará o corte. Em vez de arriscar passar por mais catástrofes de 2020, sua melhor aposta é voar para um de nossos vizinhos interestelares mais próximos. Em 2017, astrônomos relataram que nosso vizinho mais próximo, Proxima Centauri, tem vários exoplanetas potencialmente habitáveis. Parece que este pode ser seu próximo destino. No entanto, quanto tempo você levará para chegar à sua nova casa com nossa tecnologia atual? Para referência, considere que o foguete Saturn V que lançou a espaçonave Apollo 11 ao espaço viajou a pouco mais de 40.000 quilômetros por hora.

No entanto, vamos supor que sua nave pode atingir a mesma velocidade máxima que a Parker Solar Probe, logo abaixo 700.000 quilômetros por hora. Quanto tempo você levará para chegar à Proxima Centauri, que fica a aproximadamente 4,2 anos-luz da Terra? Alguns meses? Anos? Décadas? Supondo que você possa viajar tão rápido quanto a Parker Solar Probe, levaria aproximadamente 6.600 anos para chegar ao seu destino. Nenhuma quantidade de jogo irá mantê-lo entretido por tanto tempo, já que você encontrou uma maneira de sobreviver. Digamos, se você só pudesse viajar na velocidade da espaçonave Apollo 11, demoraria 113.000 anos para chegar à Proxima Centauri.

Para entender as unidades de dobra, você precisa entender a velocidade da luz

Talvez tenhamos uma solução para o seu enigma. Uma unidade de dobra. Antes mesmo de saltarmos para a velocidade de dobra, você precisa compreender totalmente o tamanho massivo do nosso universo e o conceito de anos-luz.

Como o universo é inimaginavelmente grande, os pesquisadores tendem a usar anos-luz para descrever a distância entre os objetos. Em suma, um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano terrestre. A luz é a coisa mais rápida em nosso universo, viajando a uma velocidade de aproximadamente 186.000 milhas ou 300.000 km por segundo. Um ano-luz equivale a aproximadamente 6 trilhões de milhas ou 9 trilhões de km. Se você quisesse viajar para algo um pouco mais perto como o Sol, demoraria 8,3 minutos para chegar ao seu destino viajando na velocidade da luz.

No entanto, se você quisesse ir para a nossa grande galáxia mais próxima, Andrômeda, levaria 2,5 milhões de anos-luz. Mesmo se os humanos fossem capazes de criar uma nave que pudesse viajar na velocidade da luz, nossos destinos potenciais ainda seriam limitados. Muito mais fácil, mas ainda irritante. Como dissemos, o universo é inimaginavelmente grande. No entanto, poderíamos criar uma nave que viaje mais rápido que a luz? Embora isso soe como algo saído de seu programa ou filme de ficção científica favorito, uma unidade warp pode não ser tão irreal como se pensava.

Na verdade, pode ser crucial para nossa sobrevivência. "Eu não acho que a raça humana sobreviverá nos próximos mil anos, a menos que nos espalhemos pelo espaço. Existem muitos acidentes que podem acontecer à vida em um único planeta. Mas eu sou um otimista. Iremos alcançar as estrelas ", disse o falecido Stephen Hawking.

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The Warp Drive na ficção científica

No lendário filme Star Trek e franquia de programa de televisão, a tecnologia warp drive foi descrita como uma máquina projetada "para manipular o espaço, para violar as leis do movimento. Você comete o menor erro, você colapsa o campo de dobra, você esmaga este navio. "

Parece legal, certo?

Basicamente, um warp drive permite que os exploradores espaciais viajem mais rápido do que a velocidade da luz. Em Star Trek, funcionou gerando "campos de dobra" para formar uma bolha subespacial que envolveu a nave estelar, distorcendo o contínuo espaço-tempo local e movendo a nave a velocidades que poderiam exceder significativamente a velocidade da luz. Este dispositivo fictício do século 24 torna possível toda a exploração e comércio interestelar em Star Trek. No entanto, e na realidade?

Warp speed ahead: O que é um warp drive?

Como mencionado, em nosso mundo fictício, um impulso de dobra nos permitiria manipular o próprio espaço-tempo, literalmente aproveitando uma brecha na física para nos movermos mais rápido que a luz. A coisa mais próxima de um mecanismo de dobra real é conhecido como Alcubierre Warp Drive, que ainda é apenas uma construção teórica. É baseado em um artigo de física altamente especulativo publicado em 1994 pelo físico mexicano Miguel Alcubierre, que propôs uma solução supostamente válida para como espaço-tempo e energia interagem.

Por que faríamos algo assim? Você pode agradecer a Einstein. A teoria da relatividade especial de Albert Einstein conduziu nossa compreensão do universo por mais de um século. Os cientistas têm operado sob as restrições impostas por um universo relativístico. Uma dessas restrições propostas gira em torno da ideia de que a velocidade da luz é um limite de velocidade universal inquebrável.

Isso significa que coisas como viagens espaciais mais rápidas que a luz são impossíveis. A resposta de Alcubierre? Ele acredita que dobrar o espaço-tempo pode ser a solução. Como isso funcionaria?

Como funcionaria o seu drive warp?

Vamos voltar à nossa viagem espacial ao exemplo da Proxima Centauri. Nesse caso, em vez de uma nave espacial padrão, temos uma nave nova e aprimorada com a tecnologia de warp drive de Alcubierre instalada. Como isso funcionaria? Simplificando, conforme sua nave viaja para Proxima Centauri, isso faria com que o espaço à sua frente se contraísse, enquanto o espaço atrás dela se expandiria. Sua nave estaria se movendo no espaço-tempo dentro de uma bolha, ou o que é conhecido como uma "bolha de dobra" do espaço plano.

A solução para as equações de campo de Einstein que permitiriam essa viagem em velocidade de dobra é chamada de "métrica de Alcubierre". Imagine que você e seu colega de quarto pegaram o lençol de sua cama e o endireitaram, segurando cada canto de modo que ficasse suspenso acima da cama, completamente plano e estável. Se você largasse uma bola de cristal redonda e a deixasse assentar nesta folha, ela criaria uma reentrância, "dobrando" o tecido. Esta será sua nave espacial dentro de sua bolha de dobra, e a folha é o espaço-tempo. Nossa espaçonave não está apenas fazendo uma depressão no espaço; está puxando parte do espaço-tempo em sua direção (expandindo) e empurrando o espaço-tempo para trás (contraindo).

Conforme descrito por Matt Williams da Universe Today, "Uma vez que a nave não está se movendo dentro desta bolha, mas está sendo carregada conforme a própria região se move, os efeitos relativísticos convencionais, como dilatação do tempo, não se aplicam. Conseqüentemente, as regras do espaço-tempo e as leis da relatividade não seriam violadas no sentido convencional. "

Nosso navio não está violando as equações de Einstein graças à "métrica de Alcubierre". Esse fenômeno daria à nossa nave espacial propriedades especiais. Poderíamos alcançar nosso destino mais rápido dentro de nossa bolha do que um feixe de luz viajando fora de nossa bolha de dobra. Curiosamente, a estrutura do espaço-tempo não é limitada pela velocidade da luz proposta por Einstein.

Existem alguns problemas com o Warp Drive

Que tipo de espaçonave precisaríamos criar para fazer isso? Precisaríamos criar uma espaçonave em forma de bola de futebol com um anel enorme ao seu redor para que nossa viagem mais rápida que a luz fosse possível. Pense na enorme nave apresentada na Interstellar ou mesmo em 2001: Space Odyssey. O anel ao redor da nave seria feito de "matéria exótica" que faria com que o espaço-tempo se deformasse, criando o cenário descrito acima. Voltando à nossa explicação da bolha de dobra, seríamos capazes de viajar cerca de dez vezes a velocidade da luz.

Então, por que não estamos financiando isso? Para construir uma nave espacial poderosa o suficiente para dobrar, o espaço-tempo precisaria ser massivo. A quantidade mínima de energia necessária seria quase igual à massa-energia do planeta Júpiter.

No entanto, recentemente os cientistas mudaram de opinião. Isso poderia ser possível?

Harold "Sonny" White, do Johnson Space Center da NASA, disse: "Há esperança". No 100 Year Starship Symposium, uma reunião para discutir o voo espacial interestelar, ele falou sobre a possibilidade de criar uma unidade warp Alcubierre. Inicialmente, acreditava-se que o anel em nossa nave precisava ser um círculo perfeito, complicando ainda mais seu design. No entanto, os novos cálculos de White propõem que o anel ao redor de nosso navio seja mais em forma de rosca.

Isso poderia alimentar uma espaçonave com a massa-energia da sonda Voyager 1. Ainda mais recentemente, um relatório publicado pela NASA insinuou que a agência espacial pelo menos deu uma olhada séria na tecnologia do warp drive, pois há várias etapas necessárias para realizar uma viagem interestelar, e pode levar incontáveis ​​anos antes de nos tornarmos uma espécie interplanetária. Além do mais, existem várias outras etapas que precisamos seguir para chegar lá. Simplesmente, criar uma civilização autossustentável em Marte será uma tarefa monumental.

Como Elon Musk disse uma vez: "É necessário haver uma interseção do conjunto de pessoas que desejam ir, e o conjunto de pessoas que podem pagar ... e essa interseção de conjuntos deve ser suficiente para estabelecer uma auto- sustentando a civilização. "

No entanto, a tecnologia do warp drive pode ser um primeiro passo importante. Até então, podemos colocar nossas esperanças no desenvolvimento da propulsão iônica.

Você acha que teremos tecnologia de warp drive em um futuro próximo? Para onde você viajaria?


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