O ser humano sempre é movido pela curiosidade do desconhecido; ele até possui um neurotransmissor especial – a dopamina, que é o motivador químico para a obtenção de informações. O cérebro constantemente necessita de um fluxo de novos dados, e mesmo que esses dados não sejam necessários para a sobrevivência – aconteceu que esse mecanismo existe e é um desperdício não utilizá-lo.
No artigo abaixo, gostaria de destacar modos de ficção científica para viajar a estrelas e galáxias distantes que estão atualmente disponíveis dentro dos limites de teorias e hipóteses científicas.
Diante do cosmos, a maior parte das atividades humanas parece insignificante, até mesmo trivial. Carl Sagan, 1980.
Todo ser humano, pelo menos uma vez na vida, levantou a cabeça para o alto em uma quente noite de verão e observou as estrelas. A profundidade do cosmos atrai e causa reverência, alguns, novamente, por apenas um momento, e outros por toda a vida.
O que há lá? Existe vida lá? E que maravilhas podem existir nesses incontáveis mundos?
Certamente, a única maneira de ir lá e descobrir é se deslocar através do espaço-tempo até essas estrelas distantes, planetas, nebulosas e até mesmo – GALÁXIAS.
Mas, infelizmente, o tempo não é esse. A única coisa que nossas tecnologias de deslocamento conseguiram alcançar – é um pouco além dos limites do sistema solar, graças a sondas automáticas do projeto “Voyager”, das quais foi lançada em 1977!
Mas para falar a sério sobre outros mundos, precisamos de uma velocidade pelo menos igual à da luz, e, idealmente – superluminal.
O que impede isso?
Aqui tudo é simples – são apenas as leis da física, e, mais especificamente, as fundamentais.
A lei da causalidade
A essência é que a consequência não pode preceder a causa. Nunca ninguém viu, por exemplo, uma pata cair morta antes que o caçador disparasse. Com velocidades superiores à da luz, a sequência dos eventos se torna inversa, a fita do tempo é rebobinada. Isso é facilmente demonstrável por meio do seguinte raciocínio simples.
Suponha que estamos em uma nave espacial movendo-se mais rápido que a luz. Nesse caso, gradualmente alcançaríamos a luz emitida por uma fonte em momentos cada vez mais anteriores. Primeiro, alcançaríamos os fótons emitidos, digamos, ontem, depois os emitidos anteontem, em seguida, uma semana, um mês, um ano atrás e assim por diante. Se a fonte de luz fosse um espelho refletindo a vida, primeiro veríamos os eventos do dia anterior, depois do anteontem e assim por diante. Poderíamos ver, por exemplo, um velho que gradualmente se transforma em um homem de meia-idade, depois em um jovem, em um adolescente, em uma criança… Ou seja, o tempo reverteria, estaríamos nos movendo do presente para o passado. As causas e efeitos mudariam de lugar.
As limitações do velho Albert
Além do problema da causalidade, a natureza impôs condições ainda mais rigorosas: não é apenas inatingível o movimento a uma velocidade superior à da luz, mas também a uma velocidade igual à da luz — pode-se apenas aproximar-se. Da teoria da relatividade, resulta que ao aumentar a velocidade do movimento, três circunstâncias surgem: a massa do objeto em movimento aumenta, seu tamanho na direção do movimento diminui e o tempo diminui para este objeto (do ponto de vista de um observador externo 'em repouso'). Em velocidades normais, essas mudanças são insignificantes, mas à medida que nos aproximamos da velocidade da luz, tornam-se cada vez mais perceptíveis, e no limite — quando a velocidade é igual a C — a massa torna-se infinita, o objeto perde completamente o tamanho na direção do movimento e tempo o tempo para elepara.
Portanto, nenhum corpo material pode atingir a velocidade da luz. Essa velocidade pertence apenas à própria luz! (E também a uma partícula 'onipresente' — o neutrino, que, assim como o fóton, não pode se mover a uma velocidade menor que C). No geral, além do que foi descrito acima, há muitos problemas, por exemplo, a uma velocidade próxima à da luz, ao colidir um objeto com massa de 1 kg com uma gota de areia, libera-se uma quantidade de energia suficiente para transformar 10 mil toneladas de aço em vapor em 1 segundo. Se compararmos isso com a massa real de uma nave estelar, a potência da explosão será igual ou superior à potência dos processos nucleares que ocorrem no Sol.
Mas o inteligente não vai para a montanha, o inteligente contorna a montanha, pois as leis existem para serem quebradas... Brincadeira, você não pode quebrar as leis, mas a ficção científica (e a para-ciência) nos oferece maneiras de nos movermos que permitem contornar os princípios da física.
Métodos de movimento superluminal no espaço-tempo
Pontes de Einstein-Rosen
, também conhecidas como buracos de minhoca, são, sem dúvida, os meios mais conhecidos de viagens interestelares — e, provavelmente, realmente existem. A Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein previu a existência de buracos de minhoca, embora ainda não tenham sido detectados.
Em termos simples, uma ponte de Einstein-Rosen é um túnel no espaço causado pela deformação do espaço-tempo. Objetos massivos, como estrelas ou buracos negros, curvam o tempo e o espaço, como uma bola de boliche curva um trampolim. Um objeto suficientemente massivo pode curvar o espaço-tempo a tal ponto que cria uma conexão entre dois pontos, que normalmente estariam suficientemente distantes.
Imagine uma folha de papel e dois pontos nela. Você precisa ir de um ponto a outro e, se mover estritamente pela superfície do papel, essa "viagem" levará algum tempo. No entanto, se você dobrar a folha de forma que os pontos coincidam e perfurá-la com um lápis, utilizando o lápis como um túnel (ou ponte), você reduzirá significativamente a distância entre os pontos.
A entrada de um buraco de minhoca é frequentemente imaginada como a entrada de um túnel, o que faz sentido considerando o nome. Mas essa é uma percepção errônea. No filme "Interstellar", esse momento é mostrado corretamente — do ponto de vista de um observador em três dimensões, um buraco de minhoca deve parecer uma esfera.
Os buracos de minhoca são uma abordagem atraente para realizar movimentos interestelares, pois não requerem que você exceda a velocidade da luz. A física nos diz que nada pode se mover mais rápido que a luz. Mas com os buracos de minhoca, é possível atravessar enormes distâncias interestelares sem violar essa lei.
Motor de dobra
Dobra, a tecnologia FTL que atualmente tem ser concretizada. O warp pode ser chamado de maneira justa o método mais realista de viajar a velocidades superiores à da luz entre todos os conhecidos. Embora ainda permaneça apenas como fórmulas no papel. Refere-se a .
O princípio de funcionamento decorre da forma de contornar a Teoria Especial da Relatividade, que postula que nada no espaço pode se mover mais rápido do que a luz. O "atalho" está no fato de que este postulado não se aplica ao próprio espaço, que pode ser comprimido e expandido por diferentes influências, como um campo gravitacional. O motor warp comprime o espaço à frente da nave e o expande atrás dela, movendo a bolha de espaço normal junto com a nave para frente.
No universo de Star Trek, esses motores alcançam velocidades relativamente modestas para os padrões da ficção científica — as viagens das naves Enterprise foram limitadas a um setor da galáxia próximo ao Sistema Solar (~1500 anos-luz), levando anos e deixando uma série de lacunas e áreas inexploradas.
hiperespaço
Recentemente surgiram detalhes experimentais da sonda espacial WMAP sobre as anomalias de temperatura da radiação cósmica de fundo, que é um dos principais objetos de observação ao estudar nosso universo. Ao analisar esses dados, foi descoberta uma grande anomalia na distribuição angular das flutuações da radiação de fundo em harmônicos baixos. Uma das explicações para esse fenômeno foi a teoria de que a topologia do nosso universo é diferente de um plano tridimensional ou uma esfera. Ao considerar a topologia do nosso universo como um dodecaedro, os cálculos teóricos se alinham de perto com os dados experimentais.
«Uma complexa e tridimensional universo topológica plana só pode ser construída a partir de cubos, paralelepípedos e prismas hexagonais. No caso de um espaço curvado, uma classe mais ampla de figuras apresenta essas propriedades. Nesse sentido, os espectros angulares obtidos na experiência WMAP concordam melhor com um modelo de universo que tem a forma de um dodecaedro.» Mikhail Prokhorov, Doutor em Ciências Físico-Matemáticas, Pesquisador Sênior do Departamento de Astrofísica Relativística do Instituto Astronômico Estatal Sternberg.
Assim, a possibilidade da existência de um hiperespaço do universo, onde nossa limitada realidade está presente, é indicada por teorias baseadas em dados práticos sobre a radiação relicária. No entanto, mesmo que o hiperespaço exista, para se mover nesse espaço é necessário algum tipo de motor especial.
Imagine que à sua frente está um vale e você precisa chegar a um ponto além dele. Como você só pode se mover por uma superfície plana (em um espaço 2-dimensional), você terá que contornar o obstáculo ou descer até o vale, atravessá-lo e então subir. Mas se você tiver à disposição um avião que pode se mover em um espaço 3-dimensional, você chegará onde precisa ir de forma reta.
Na verdade, o hiperespaço possui uma métrica diferente do espaço tridimensional comum, e o movimento nele se assemelha ao movimento em um buraco de minhoca, apenas, os túneis podem conectar não apenas um, mas vários pontos que levam ao espaço tridimensional normal. Além disso, a própria movimentação no hiperespaço será visualmente diferente do movimento em uma wormhole (contrariando ilustrações comuns), pois a estrutura tridimensional do universo "envolverá" o viajante dentro do caminho hiperespacial. Acho que, se isso for possível, a visão será verdadeiramente hipnotizante — estrelas visíveis, nebulosas ou até mesmo aglomerados galácticos — se espalhando e se esticando lentamente, mudando a paleta de cores no processo de deslocamento para a zona vermelha cosmológica (?)
A ideia de deslocamento hiperespaço, na minha opinião, foi bem adaptada no filme "Contato" de 1997 (baseado no romance de Carl Sagan, o filme ganhou o Prêmio Hugo, ficando em 2º lugar na lista dos filmes de ficção científica mais realistas, segundo a NASA). Nele, uma instalação, cujos desenhos foram recebidos através de um sinal de uma civilização alienígena captado pela protagonista do filme, manipulava energia exótica e, como resultado, "transportava" uma cabine com uma pessoa através do espaço interno da esfera. Aparentemente, a cabine caía no hiperespaço, em um "túnel" já criado. Ao que parece, existe uma infinidade desses túneis espalhados por toda a galáxia, todos criados por uma civilização mais antiga. Isso segundo o representante da raça cujos sinais foram captados pela protagonista do filme. São esses os fatos, pessoal. Pessoalmente, considero esse filme um dos melhores. Mas, como mostra a prática, nem todos gostam.
Teletransporte não material
Sabemos que a explicação mais comum para o teletransporte é o deslocamento instantâneo de um objeto material no espaço a qualquer distância.
Neste contexto, também podemos utilizar o conceito de buraco de minhoca, mas já falamos sobre isso, portanto, vamos discutir um caminho fundamentalmente diferente.
Estamos interessados no teletransporte de informações sobre a substância, até mesmo uma imagem quântica do estado.
O processo é aproximadamente o seguinte: Seu corpo é colocado em uma instalação no ponto A, que o escaneia até partículas subatômicas e seu estado quântico, e em seguida, digitaliza sua cópia. Depois disso, o estado quântico é transmitido em um único fluxo pelos canais de comunicação padrão. Mas há um problema – a proibição da transmissão de dados acima da velocidade da luz, segundo a teoria da relatividade, por outro lado, se a ciência provar a existência de partículas hipotéticas que têm massa de repouso negativa ou imaginária, como os taquions, a informação sobre o objeto pode ser transmitida a velocidades superiores à luz. E talvez até mesmo através de ondas gravitacionais (?). Após isso, no ponto B, a pessoa é recriada em nível quântico e voilà — ela já chegou ao seu destino. Não falarei sobre a questão da "alma", supostamente destruída na instalação A, pois sou ateu e não levo isso em conta (desculpe).
Este método é bom porque, para a teletransporte quântico de um objeto material, não é necessário utilizar a curvatura do espaço-tempo e gastar uma enorme quantidade de energia. O problema, claro, está na entrega inicial do próprio dispositivo, que reproduzirá o objeto no ponto B. Mas isso pode ser feito por meios mais longos, que não se limitam a uma ou várias vidas humanas.
Zeragem de massa
Todas as naves espaciais do universo de Mass Effect utilizam de alguma forma o Elemento Zero, que gera o Efeito de Massa designado, seja diminuindo a massa dos objetos ao seu redor, ou aumentando-a. Assim, é possível contornar a Teoria da Relatividade e superar a velocidade da luz.
As viagens comuns entre planetas e estrelas próximas são realizadas através de motores FTL, que conseguem apenas diminuir a massa da nave. Para viagens interestelares de longa distância, são usados Relés de Massa — enormes estações construídas em torno de núcleos densos compostos de elemento zero. Os relés costumam estar conectados a um ou mais outros relés e são capazes de criar um corredor onde a massa desaparece praticamente, transportando a nave instantaneamente por milhares de anos-luz.
Curvas temporais fechadas
A última forma de movimento superluminal que vamos considerar parece, à primeira vista, a menos científica.
Durante 55 anos, a série "Doctor Who" contou as aventuras do Doutor e de seus/seus companheiros humanos através do tempo e do espaço. Quais meios de transporte eles usavam? A grande cabine azul conhecida como TARDIS (em inglês, TARDIS — Time and Relative Dimension in Space), que pode levá-los a qualquer lugar e a qualquer tempo que desejarem.
Construídas (ou, mais precisamente, cultivadas) por uma antiga raça chamada "Senhores do Tempo", as TARDIS são mais mágicas do que a tecnologia do Mass Effect. Como o próprio Doutor explicou, seu veículo de transporte é uma "coisa temporal e bagunçada". Parece haver algum atraso ao se mover na TARDIS — isto é, ela se aproxima mais de um hipersônico do que de um teletransportador. Mas, essencialmente, a TARDIS desaparece daqui, voa através de um "vórtice temporal" e aparece lá. Isso é tudo o que você realmente precisa saber.
Ou não? Afinal, a TARDIS tem até mais fundamento teórico do que o hiperespaço.
Em 2013, os físicos Benjamin K. Tippett e David Tsang publicaram um documento que propunha as bases teóricas para a criação de uma verdadeira máquina do tempo, ou seja, uma forma de viajar para seu passado. O artigo se chamava «Domínios Retrográdicos Acronais Transitáveis no Espaço-Tempo» (confira a abreviação).
Tippett e Tsang descrevem um viajante do tempo que está dentro de uma bolha de espaço-tempo, que entra em uma (basicamente, a mesma que a ponte de Einstein-Rosen). Dentro dessa curva, o viajante pode ir a qualquer lugar em sua própria linha do tempo, enquanto dentro da bolha, o tempo parece fluir normalmente.
Os dois físicos até sugeriram que curvas temporalmente fechadas poderiam ser separadas e conectadas, abrindo a possibilidade de viajar não apenas na sua própria linha do tempo, mas em qualquer lugar no tempo e no espaço.
Bem, acho que é tudo o que consegui oferecer.
Certamente deixei algo de fora ou até exagerei no campo da fantasia. Então, aguardo suas versões nos comentários.
Fonte: habr.com
