Motor de Dobra Espacial, Que Permitirá Percorrer 40 Anos-Luz em Algumas Semanas

A equipe da NASA liderada pelo físico Harold White está desenvolvendo um conjunto de trabalhos destinado a construir o primeiro motor de dobra espacial capaz de viajar mais rápido do que a velocidade da luz.

O projeto é inspirado na equação formulada pelo físico Miguel Alcubierre, em 1994, que demonstra ser possível transportar uma nave espacial para a estrela mais próxima do Sol em questão de semanas sem, contudo, violar a lei da relatividade de Einstein

O trabalho de Alcubierre, "The Warp Drive: Hyper-Fast Travel Within General Relativity" (A Dobra espacial: Viagem Hiper-Rápida Com a Relatividade Geral), oferece a possibilidade do espaço-tempo ser "deformado", tanto à frente quanto atrás de uma nave espacial.

Como funciona o motor de dobra espacial?

O espaço vazio, atrás de uma nave, é expandido rapidamente de forma a "empurrar" a nave para a frente, enquanto que o espaço à frente dela é retraído, "encurtando" as distâncias. Quem estiver dentro da nave, perceberá o movimento dela, porém, não sentirá nenhuma aceleração.

White especula que isso poderia resultar em velocidades que levariam uma nave espacial até Alfa Centauri (o sistema estelar mais próximo de nós) em apenas duas semanas, mesmo que o sistema esteja a 4,3 anos-luz de distância. Comparando com a nave espacial mais rápida construida até hoje, a sonda Helios-2, o trajeto até Alfa Centauri levaria algo em torno de 19.000 anos, sem considerar com o tamanho do reservatório de combustível necessário. Isso seria impossível.

E o que a nova teoria tem de diferente?

Ela oferece um meio de alcançar destinos distantes de forma muito rápida, sem quebrar nenhuma lei da física e, ainda, soluciona o problema da quantidade exorbitante de combustível necessária com o atual modelo de propulsão.

Em termos de mecânica do motor, a ideia depende basicamente de um objeto esferoide colocado entre duas regiões do espaço-tempo (uma expansão e uma contratação). Uma "bolha de dobra" geraria o que se move no espaço-tempo ao redor do objeto, efetivamente reposicionando-o. O resultado final seria viagem com velocidade mais rápida do que a luz, sem o objeto esférico (a nave espacial) ter que se mover com respeito à sua estrutura local de referência.

Ou seja, através da criação de uma "bolha de dobra", o motor da nave irá comprimir o espaço à frente e expandir o espaço atrás de si, movendo-o para um outro lugar sem sofrer nenhum dos efeitos adversos dos métodos de viagem mais rápida que a luz.

"Nada localmente excede a velocidade da luz, mas o espaço pode se expandir e contrair em qualquer velocidade", explica White.

Ainda assim, criar esse efeito de expansão e contração do espaço-tempo de forma a chegarmos a destinos interestelares em períodos de tempo razoáveis exige muita energia. Avaliações iniciais sugeriam quantidades de energia monstruosas, basicamente iguais à massa-energia do planeta Júpiter (que é de 1,9 × 1027 quilos ou 317 massas terrestres). Como resultado, a ideia tinha sido posta de lado no passado.

No entanto, White afirma que, com base na análise que fez nos últimos anos, pode haver esperança. A chave, segundo ele, pode estar em alterar a geometria da dobra espacial propriamente dita. White percebeu que, se otimizasse a espessura da bolha de dobra (mudando sua forma de anel para uma forma de rosca), e oscilasse sua intensidade para reduzir a rigidez do espaço-tempo, poderia reduzir a energia necessária para fazê-la funcionar. White ajustou a forma de anel feita inicialmente por Alcubierre, transformando o esferoide de algo que parecia um halo plano para algo mais grosso e curvo.

Este novo design reduziu significativamente a quantidade de energia necessária. White afirma que a velocidade de dobra pode ser alimentada por uma massa ainda menor do que a da sonda Voyager 1. A redução da massa de um planeta do tamanho de Júpiter para a de um objeto que pesa apenas 725 kg trouxe o projeto de volta para a realidade.

No entanto, tudo ainda é teórica. White e sua equipe buscam provar que o conceito pode ser prático. Para isso, eles estão fazendo diversos testes, como a medição das perturbações microscópicas no espaço-tempo a partir de uma versão modificada do interferômetro de Michelson-Morley. Ou seja, os pesquisadores estão tentando simular uma bolha de dobra em miniatura usando lasers para perturbar o espaço-tempo.

"Matematicamente, as equações de campo preveem que é possível construir uma nave que viaje mais rápido do que a luz, sem violar as leis do universo, mas ainda temos que reduzir esta ideia à prática", afirma White.

White está confiante. "Esta brecha na relatividade geral nos permite ir a lugares muito distantes de forma muito rápida, com os tempos correndo no mesmo compasso tanto para observadores na Terra como para observadores a bordo da nave, em questão de semanas ou meses ao invés de décadas ou séculos", disse.

Mas o que é uma Dobra Espacial?

Dobra espacial (warp drive, em inglês) é uma forma de propulsão mais rápida que a luz (FTL, Faster Than Light, em inglês). Geralmente, ela é representada como sendo capaz de impulsionar uma espaçonave ou outros objetos a muitos múltiplos da velocidade da luz, ao mesmo tempo que evita os problemas associados a dilatação do tempo. A diferença entre a dobra espacial e o hiperespaço é que, diferentemente do hiperespaço, a nave não entra em um universo ou dimensão diferente, ela cria uma pequena "bolha" de tempo-espaço normal ao seu redor. Naves em dobra podem interagir com objetos no espaço normal.

O conceito da dobra espacial como meio de propulsão foi descrito teoricamente por Miguel Alcubierre nos anos 90 e vem sendo pesquisado atualmente pela equipe do Dr. Harold G. White, chefe da equipe de Propulsão Avançada do Engineering Directorate da NASA.

O nome “dobra espacial” tem origem na série Star Trek, onde o motor de dobra da nave dobraria o espaço, aproximando dois pontos quaisquer distantes anos-luz entre si, de modo a reduzir a poucos dias uma viagem, normalmente, demoraria milhares de anos com motores de foguete convencionais. A velocidade de dobra obedece a equação: v = c x dobra ^ (10/3), onde v é a velocidade da nave, c é a velocidade da luz e Dobra é a velocidade desejada. Por exemplo, uma nave que viaja em dobra 4, ela estaria atravessando o Universo com velocidade equivalente 102 vezes C, isto é, 110.160.000.000 km/h.

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