Relatividade permite motor de dobra e velocidade maior que a luz

Nos programas de TV e filmes “Star Trek”, o motor de dobra da Enterprise permitia que a nave se movesse mais rápido que a luz, uma habilidade que é, como Spock diria, “altamente ilógica”.

No entanto, há uma brecha na teoria geral da relatividade de Einstein que poderia permitir que uma nave atravesse grandes distâncias em menos tempo do que levaria a luz. O truque? Não é a nave que se moverá – e sim o espaço ao redor.

Na verdade, os cientistas da NASA estão agora trabalhando no primeiro teste prático para provar a possibilidade de que motores de dobra possam viajar mais rápido que a luz.

Segundo a teoria de Einstein, um objeto com massa não pode ir tão ou mais rápido do que a velocidade da luz. A série original “Star Trek” ignorou esse “limite universal de velocidade” em favor de uma nave que pode chegar à outra galáxia em questão de dias ou décadas, dependendo da distância da Terra. Eles tentaram explicar as capacidades da nave mais rápida do que a luz ao ligar o motor de dobra com um motor de “matéria-antimatéria”. Quando matéria e antimatéria se colidem, suas massas são convertidas em energia cinética de acordo com a fórmula de equivalência massa-energia de Einstein: E = mc2. [O que é antimatéria?]

Em outras palavras, a colisão de matéria-antimatéria é uma poderosa fonte de energia e combustível, mas mesmo assim não seria suficiente para impulsionar uma espaçonave para velocidades mais rápidas do que a luz.

No entanto,  graças a “Star Trek” que a palavra “motor de dobra” é hoje praticamente sinônimo de viajar mais rápido que a luz.

O motor de dobra é possível?

Décadas após a série original “Star Trek” sair do ar, o físico Miguel Alcubierre argumentou que talvez a velocidade de dobra seja possível. Ela simplesmente não iria funcionar da maneira que “Star Trek” pensou.

Coisas com massa não podem se mover mais rápido que a velocidade da luz. Mas e se, em vez de a nave se mover através do espaço, o espaço se mover através da nave?

O espaço não têm massa. E nós sabemos que ele é flexível: o espaço vem se expandindo à uma taxa mensurável desde o Big Bang. Sabemos disso a partir da observação da luz de estrelas distantes – ao longo do tempo, o comprimento de onda da luz das estrelas, uma vez que atinge a Terra, é alongado em um processo chamado de “redshift” – desvio para o vermelho. De acordo com o efeito Doppler, isto significa que a fonte do comprimento de onda se move para longe do observador – ou seja, da Terra.

Então, nós sabemos a partir da observação do redshift que o tecido do espaço é móvel.

Alcubierre usou esse conhecimento para explorar uma brecha no “limite de velocidade universal.” Na sua teoria, a nave nunca é mais rápida do que a velocidade da luz – em vez disso, o espaço à frente da nave é contraído, enquanto o espaço atrás é expandido, permitindo que a nave viaje distâncias em menos tempo do que a luz. A própria nave permanece no que Alcubierre chama de “bolha de dobra”, e dentro dessa bolha, nada nunca será mais rápido do que a velocidade da luz.

O primeiro passo para saber se uma unidade de dobra é funcional é provar se é possível criar a “bolha de dobra” artificialmente.

Projeto de um motor de dobra da NASA

De acordo com a teoria de Alcubierre, pode-se criar uma bolha de dobra através da aplicação de energia negativa, ou a energia criada no vácuo. Este processo baseia-se no efeito Casimir, que afirma que o vácuo não é na verdade um vazio. Em vez disso, o vácuo é, na verdade, cheio de ondas electromagnéticas flutuantes. Distorcer estas ondas gera energia negativa, que possivelmente distorce o espaço-tempo, criando uma bolha de dobra.

Para ver se a distorção espaço-tempo ocorre em um experimento de laboratório, os pesquisadores brilham dois lasers altamente direcionados: um através do vácuo e um através do espaço regular. Os investigadores então comparam as duas vigas, e se o comprimento de uma onda atravessando o vácuo é alongado, saberão que a onda passou através de uma bolha de dobra.

Os pesquisadores ainda não conseguiram obter dados suficientes para chegar à uma conclusão, mas estão muito otimistas e acreditam que podem provar que é possível desenvolver um motor de dobra funcional.