É possível viajar mais rápido que a luz? Sim – e pela física atual

Pesquisador alemão mostra que viagens como as de “Jornada nas Estrelas” não seriam pura ficção, e hoje em dia dependeriam muito mais de nossa capacidade tecnológica

Nave viaja mais rápido que a luz, em cena de "Jornada nas Estrelas": o problema para tornar isso realidade já não é teórico, mas de engenharia, afirma o pesquisador Erik Lentz. Crédito: Paramount

Se for possível viajar para estrelas distantes durante a vida de um indivíduo, será necessário encontrar um meio de propulsão mais rápido que a luz. Até o momento, até mesmo pesquisas recentes sobre transporte superluminal (mais rápido que a luz) baseadas na teoria da relatividade geral de Einstein exigiriam grandes quantidades de partículas hipotéticas e estados da matéria com propriedades físicas “exóticas”, como densidade de energia negativa. Esse tipo de matéria não pode ser encontrado atualmente ou não pode ser fabricado em quantidades viáveis.

Em contraste, uma nova pesquisa realizada na Universidade de Göttingen (Alemanha) contorna esse problema. Nela é construída uma nova classe de “sólitons” hiper-rápidos a partir de fontes com apenas energias positivas, que podem permitir a viagem em qualquer velocidade. Isso reacende o debate sobre a possibilidade de viagens mais rápidas do que a luz com base na física convencional. A pesquisa foi publicada na revista “Classical and Quantum Gravity”.

O autor do artigo, dr. Erik Lentz, analisou pesquisas existentes e descobriu lacunas em estudos anteriores de “dobra espacial”. Lentz notou que existiam configurações ainda a serem exploradas da curvatura do espaço-tempo, organizadas em “sólitons” que têm o potencial de resolver o quebra-cabeça enquanto são fisicamente viáveis. Um sóliton (ou solitão) – neste contexto também denominado informalmente como “bolha de dobra” – é uma onda compacta que mantém sua forma e se move em velocidade constante.

Impressão artística de diferentes desenhos de espaçonaves considerando formas teóricas de diferentes tipos de “bolhas de dobra”. Crédito: E. Lentz
Configurações inexploradas

Lentz derivou as equações de Einstein para configurações de sóliton inexploradas (nas quais os componentes do vetor de deslocamento da métrica espaço-tempo obedecem a uma relação hiperbólica). Ele descobriu que as geometrias espaço-temporais alteradas poderiam ser formadas de uma maneira que funciona mesmo com fontes de energia convencionais.

Em essência, o novo método usa a própria estrutura de espaço e tempo encontrada em um sóliton para proporcionar uma solução para viagens a velocidades mais rápidas que a luz. Essa solução – diferentemente de outras pesquisas – precisaria apenas de fontes com densidades de energia positivas. Nenhuma densidade de energia negativa exótica seria necessária.

Se a energia suficiente pudesse ser gerada, as equações usadas nessa pesquisa permitiriam viagens espaciais de ida e volta a Proxima Centauri, a estrela mais próxima de nós, em anos, em vez de décadas ou milênios. Isso significa que um indivíduo poderia viajar de ida e volta até lá durante sua vida. Em comparação, a atual tecnologia de foguetes levaria mais de 50 mil anos para uma viagem só de ida.

Questão de tecnologia

Além disso, os sólitons foram configurados para conter uma região com forças de maré mínimas. Assim, a passagem do tempo dentro do sóliton coincidiria com o tempo externo: um ambiente ideal para uma espaçonave. Isso significa que não haveria as complicações do chamado “paradoxo dos gêmeos”, em que um gêmeo viajando perto da velocidade da luz envelheceria muito mais lentamente do que o outro gêmeo que ficou na Terra. Na verdade, de acordo com as equações recentes, ambos os gêmeos teria a mesma idade quando se reunissem.

Imagem que mostra quanto tempo diferentes tipos de espaçonaves levariam para viajar do nosso sistema solar até Proxima Centauri (a estrela conhecida mais próxima). Atualmente, a única opção seria usar um foguete químico, o que significa um tempo de viagem de mais de 50 mil anos. Crédito: E. Lentz

“Este trabalho afastou o problema da viagem mais rápida do que a luz da pesquisa teórica em física fundamental e aproximou-se da engenharia. A próxima etapa é descobrir como reduzir a quantidade astronômica de energia necessária para a faixa de tecnologias de hoje, como uma grande e moderna usina de fissão nuclear. Então podemos falar sobre a construção dos primeiros protótipos”, diz Lentz.

Economia de energia

Atualmente, a quantidade de energia necessária para esse novo tipo de propulsão espacial ainda é imensa. Lentz explica: “A energia necessária para essa unidade viajando à velocidade da luz abrangendo uma espaçonave de 100 metros de raio é da ordem de centenas de vezes a massa do planeta Júpiter. A economia de energia precisaria ser drástica, de aproximadamente 30 ordens de magnitude ao alcance dos modernos reatores de fissão nuclear.”

Ele prossegue: “Felizmente, vários mecanismos de economia de energia foram propostos em pesquisas anteriores que podem reduzir potencialmente a energia necessária em quase 60 ordens de magnitude.” Lentz está atualmente nos estágios iniciais de determinar se esses métodos podem ser modificados, ou se novos mecanismos são necessários para trazer a energia exigida até o que é atualmente possível.

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