Eis como viajar mais rápido que a luz sem violar as leis da física atual

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Até onde se sabe, a maior velocidade existente no universo é a da luz. De acordo com a Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein, não há meios de ultrapassar esse limite, mas a física teórica tenta encontrar algumas brechas nessa lei tão arbitrária. A velocidade superior à da luz recebe de “superluminal”, e um novo estudo mostra como podemos conseguir atingi-la sem violar as regras cósmicas.

Viajar no universo em velocidades superluminais é talvez o sonho mais ambicioso de qualquer astrônomo. Afinal, isso permitiria viajar até outros sistemas estelares — para ir à estrela mais próxima em uma nave com a tecnologia atual, por exemplo, levaríamos 50 mil anos; contudo, se viajássemos na velocidade da luz, chegaríamos lá em pouco mais de quatro anos. Sabemos disso porque essa estrela, chamada Proxima Centauri, fica a 4,22 anos-luz de distância da Terra.

Se pudéssemos chegar ao sistema Proxima Centauri, seríamos capazes de observar seus planetas bem de pertinho. Saberíamos muito mais sobre a composição desses mundos e aprenderíamos bem mais sobre o universo. Este é apenas um pequeno exemplo, mas a velocidade superluminal nos permitiria muitas outras descobertas: poderíamos observar os objetos transneturianos, nos aproximaríamos da nuvem de Oort em pouquíssimo tempo, e descobriríamos o que há nessas regiões que os telescópios não conseguem “enxergar”. Mas para isso, é preciso saber como viajar à velocidade da luz — ou ainda mais rápido que isso.

Físicos teóricos já apresentaram algumas ideias que poderiam nos permitir essa façanha, como é o caso dos hipotéticos motores de dobra espacial. Parece coisa de ficção científica, mas alguns cientistas levam a sério algumas propostas para tais veículos. Uma delas se chama Alcubierre Warp Drive, e envolve a ideia de esticar a estrutura do espaço-tempo em uma onda que (supostamente) faria com que o espaço à frente da nave se contraísse, enquanto o espaço atrás dela se expandiria. A nave, dentro desta onda, seria então capaz de navegar nesta região, conhecida como “bolha de dobra” do espaço plano. É como criar uma onda no tecido do espaço-tempo e navegar em cima dela, o que encurtaria o espaço a ser percorrido.

O problema com esse tipo de proposta é que para dobrar uma pequena bolha no espaço, seria necessário um tipo de densidade de energia inferior ao vazio do espaço. Bem, não tecnologia para produzir esse tipo de energia negativa (que, teoricamente, exigiria também uma matéria negativa), ainda que ela seja possível em escala quântica. Por isso, um novo estudo propõe algo que o autor chama de sóliton hiper-rápido. Trata-se de um tipo de onda que mantém sua forma e energia enquanto se move a uma velocidade constante.

Sólitons não são exatamente uma novidade, tendo sido descrito pela primeira vez em 1834. Essa onda considerada solitária apresenta estabilidade invariável e fornece algumas explicações para certas áreas da física, como a física de partículas ou de plasmas. Erik Lentz, autor do artigo, cogita que os sólitons têm o potencial de resolver o problema da limitação de velocidade no espaço, mas essas ondas teriam que ser hiper rápidas, ou seja, mais velozes que a luz.

Se houver energia o suficiente para a nossa nave hipotética, as características dos sólitons poderiam funcionar como as bolhas de dobra espacial descritas antes, permitindo passar pelo espaço-tempo enquanto estaria protegida das forças extremas das marés (sem essa proteção, provavelmente seríamos esticados ao nos locomovermos em uma nave tão veloz). O método usaria a própria estrutura de espaço-tempo encontrada em um sóliton para se deslocar no universo mais rápido que a luz.

A principal vantagem dessa ideia é que não seria necessária nenhuma energia negativa. Por outro lado, a maior desvantagem é que a quantidade de energia comum exigida ultrapassa a capacidade de nossos geradores. Na verdade, de acordo com Lentz, a energia necessária para uma nave com um raio de 100 metros viajar nesse método é “centenas de vezes a massa do planeta Júpiter”. Estamos falando de uma escala que nenhuma tecnologia de reator nuclear disponível na Terra poderia gerar.

Portanto, para conseguirmos usar essa técnica, precisaríamos descobrir como reduzir esse gasto de energia. “A economia de energia precisaria ser drástica, de aproximadamente 30 ordens de magnitude para estar ao alcance dos reatores modernos de fissão nuclear”, disse Lentz. Apesar disso, o pesquisador é otimista. Para ele, o artigo, publicado na revista Classical and Quantum Gravity, “afastou o problema da viagem mais rápida do que a luz da pesquisa teórica em física fundamental e aproximou-se da engenharia”.

Ele prossegue, explicando que “a próxima etapa é descobrir como reduzir a quantidade astronômica de energia necessária para a faixa de tecnologias de hoje”. A partir daí, “podemos falar sobre a construção dos primeiros protótipos”, conclui Lentz. Para superar essa barreira, o autor cita pesquisa anteriores que descrevem vários mecanismos de economia de energia. Ele está agora tentando descobrir se essas propostas podem mesmo ser usadas em uma nave mais rápida que a luz ou se novos mecanismos serão necessários para reduzir a energia exigida até nossa capacidade de produção atual.

Fonte: Science Alert