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É possível o Warp Drive de Star Trek?

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Um dos principais dispositivos de enredo em quase todos os episódios e filmes de "Jornada nas Estrelas" é a capacidade das naves estelares 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 unidade Warp ainda não existe. No entanto, em teoria, alguma versão desse sistema de propulsão poderia ser criada a partir da idéia - com tempo, dinheiro e materiais suficientes.

Talvez a principal razão pela qual isso pareça possível seja que ainda não tenha sido contestada. Portanto, há esperança para um futuro com viagens FTL (mais rápidas que a luz), mas não parece que isso aconteça tão cedo.

O que é o Warp Drive?

O warp drive é o que permite às naves de ficção científica atravessar o espaço movendo-se mais rápido que a velocidade da luz. Esse é um aspecto 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 as teorias de Einstein sobre a relatividade, é necessária uma quantidade infinita de energia para acelerar um objeto com massa até a velocidade da luz. (A razão pela qual a própria luz não é afetada por esse fato é que os fótons, as partículas de luz, não possuem massa.) Como resultado, parece que ter uma espaçonave viajando na velocidade (ou superior) à velocidade de a luz é simplesmente impossível.

No entanto, existem duas brechas. Uma é que não parece haver uma proibição de viajar o mais próximo possível da velocidade da luz. E a segunda é que, quando falamos da impossibilidade de atingir a velocidade da luz, estamos falando da propulsão de objetos. No entanto, a ideia de propulsão de dobra não se baseia necessariamente nos navios ou objetos que voam à velocidade da luz.

Warp Drive vs. Wormholes

Usar uma unidade de dobra seria distintamente diferente de viajar pelo universo usando buracos de minhoca. Essas são estruturas teóricas que permitem que as naves espaciais viajem de um ponto a outro através do túnel através do hiperespaço. Efetivamente, eles deixariam os navios tomarem um atalho, já que tecnicamente permanecem vinculados ao espaço-tempo normal.

Um subproduto positivo disso é que a espaçonave pode contornar efeitos indesejáveis, como dilatação do tempo e efeitos maciços de aceleração no corpo humano, o que realmente arruinaria as histórias de ficção científica.

A idéia de urdidura

Nosso conhecimento atual da física e como a luz viaja exclui os objetos de atingirem essa velocidade, mas não exclui a possibilidade de próprio espaço viajando à velocidade da luz ou além dela. De fato, algumas pessoas que examinaram o problema alegam que, no universo primitivo, o espaço-tempo se expandia em velocidade superluminal, mesmo que apenas por um intervalo muito curto.

Se essas hipóteses forem comprovadas verdadeiras, um mecanismo de dobra poderia tirar proveito dessa brecha, deixando posteriormente os cientistas com a questão de como gerar a enorme energia necessária para mover o espaço-tempo.

Você pode pensar em urdidura da seguinte maneira: uma urdidura de urdidura é o que cria a imensa quantidade de energia que contrai o espaço-tempo na frente da nave estelar enquanto expande igualmente o espaço-tempo na parte traseira, criando finalmente uma bolha de urdidura. Isso faria com que o espaço-tempo caísse em cascata pela bolha - o navio permanecendo parado em sua área local, à medida que a urdidura segue para um novo destino em progressão superluminal.

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

Desafios da urdidura

Apesar da prova de Alcubierre e do fato de que não há nada em nossa compreensão atual da física teórica que impeça o desenvolvimento de um movimento de dobra, toda a idéia ainda está no campo da especulação, e nossa tecnologia atual ainda não está lá. As pessoas estão trabalhando em maneiras de alcançar esse feito, mas ainda há muitos problemas a serem resolvidos.

Massa negativa

A criação e o movimento de uma bolha de urdidura exigem que o espaço à sua frente se aniquile enquanto o espaço na parte de trás aumentaria rapidamente. O espaço aniquilador é o que chamamos de massa negativa ou energia negativa, um tipo de matéria altamente teórica que ainda não foi "encontrada".

No entanto, três teorias nos aproximaram da realidade da massa negativa. O efeito Casimir estabelece uma configuração em que dois espelhos paralelos são posicionados no vácuo. Quando os aproximamos extremamente um do outro, parece que a energia entre eles é menor que a energia ao seu redor, criando o que chamamos de energia negativa, mesmo que em quantidades minúsculas.

A partir de 2018, cientistas da Universidade de Rochester demonstraram outra possibilidade para a criação de massa negativa usando lasers. Embora essas descobertas estejam aproximando a humanidade de uma unidade de dobra em funcionamento, essas quantidades mínimas estão muito longe da magnitude da densidade de energia negativa necessária para viajar 200 vezes FTL (que é a velocidade necessária para chegar à estrela mais próxima de uma estrela). tempo razoável).

Talvez o mais importante seja que, em 2016, os 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.

Quantidade de energia

Com o design de Alcubierre em 1994, e depois o de Natario em 2001, parecia que a quantidade de energia necessária para criar a expansão e contração necessárias do espaço-tempo excederia a produção do Sol durante sua vida útil de 10 bilhões de anos. No entanto, pesquisas posteriores foram capazes de reduzir a quantidade de energia negativa para a de um planeta gigante gasoso, o que ainda parece ser bastante difícil de obter.

Uma teoria é usar quantidades maciças de energia extraída de aniquilações de matéria-antimatéria - explosões das mesmas partículas com cargas opostas - no "núcleo de dobra" da nave.

Viajar com a Warp Drive

Mesmo se conseguíssemos usar, digamos, ondas gravitacionais para dobrar o espaço-tempo em torno de uma determinada nave espacial e / ou criar energia negativa que faria o mesmo, e se, ao mesmo tempo, conseguirmos aproveitar imensas quantidades de energia, mais perguntas surgiriam em relação à viagem da warp drive.

Os cientistas estão teorizando que, juntamente com nossa viagem interestelar, nossa bolha de urdidura potencialmente coletaria um grande número de partículas, o que poderia causar explosões maciças na chegada. Outra questão possível relacionada a isso é a questão de como navegar por toda a bolha de dobra e a questão de como nos comunicaríamos com a Terra.

Conclusão

Tecnicamente, ainda estamos muito longe das capacidades do warp drive e das viagens interestelares, mas com a aceleração da tecnologia e dos computadores, talvez não estejamos tão longe. Com os recentes avanços da ciência e o impulso de impulsionar a inovação, pessoas como Elon Musk e Jeff Bezos, que aspiram a nos tornar uma civilização espacial, são os estímulos necessários para decifrar o código da propulsão. Pela primeira vez em décadas, há uma empolgação do rock and roll com o vôo espacial. Esta é outra peça essencial na busca de se tornar o mestre do universo.


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