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Um estudo inovador sugere que o futuro da detecção alienígena pode estar nas ondas gravitacionais emitidas por propulsores de dobra, um conceito antes relegado à ficção científica. Pesquisadores simularam as ondas gravitacionais que resultariam do colapso desses propulsores teóricos, fornecendo um método potencial para identificar civilizações alienígenas avançadas. Crédito: SciTechDaily.com
Os pesquisadores simularam ondas gravitacionais emitida por uma unidade de dobra em colapso, um conceito tradicionalmente reservado à ficção científica, mas baseado na teoria da Relatividade Geral de Einstein.
Este estudo inovador conduzido por físicos internacionais não pretende tornar os motores de dobra uma realidade, mas abre novos caminhos para detectar tais fenômenos com futuros detectores de ondas gravitacionais, fornecendo insights sobre a dinâmica da energia negativa e os segredos mais profundos do universo.
Possibilidades teóricas dos motores de dobra
Imagine uma nave espacial movida não por motores, mas pela compressão do espaço-tempo à sua frente. Esse é o reino da ficção científica, certo? Bem, não inteiramente. Físicos têm explorado a possibilidade teórica de “propulsores de dobra” por décadas, e um novo estudo publicado no Revista Aberta de Astrofísica leva as coisas um passo além – simulando as ondas gravitacionais que tal propulsão poderia emitir se quebrasse.
Os propulsores de dobra são itens básicos da ficção científica e, em princípio, poderiam impulsionar naves espaciais mais rápido que a velocidade da luz. Infelizmente, há muitos problemas com sua construção na prática, como a exigência de um tipo exótico de matéria com energia negativa. Outros problemas com a métrica do propulsor de dobra incluem o potencial de usá-lo para criar curvas fechadas do tipo tempo que violam a causalidade e, de uma perspectiva mais prática, as dificuldades para aqueles na nave em realmente controlar e desativar a bolha.
Explorando a falha de contenção do Warp Drive
Esta nova pesquisa é o resultado de uma colaboração entre especialistas em física gravitacional da Queen Mary University of London, da University of Potsdam, do Max Planck Institute (MPI) for Gravitational Physics em Potsdam e da Cardiff University. Embora não alegue ter decifrado o código do warp drive, ele explora as consequências teóricas de uma “falha de contenção” do warp drive usando simulações numéricas.
A evolução no tempo da parte real do escalar de Weyl Ψ4 para o caso de v = 0,1. Esta quantidade fornece uma medida da curvatura do espaço-tempo e, na região distante, pode ser identificada com o conteúdo de onda gravitacional do espaço-tempo. Nos dois últimos painéis, vemos uma explosão de radiação de onda gravitacional deixando o remanescente colapsado da bolha de dobra. Crédito: K. Clough (Queen Mary University of London)
A Dra. Katy Clough, da Queen Mary University of London, primeira autora do estudo, explica: “Embora os propulsores de dobra sejam puramente teóricos, eles têm uma descrição bem definida na teoria da Relatividade Geral de Einstein, e assim as simulações numéricas nos permitem explorar o impacto que eles podem ter no espaço-tempo na forma de ondas gravitacionais.”
O coautor Dr. Sebastian Khan, da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Cardiff, acrescenta: “Miguel Alcubierre criou a primeira solução de propulsão de dobra durante seu doutorado na Universidade de Cardiff em 1994, e posteriormente trabalhou no MPI em Potsdam. Então é natural que continuemos a tradição da pesquisa de propulsão de dobra na era da astronomia de ondas gravitacionais.”
Ondas gravitacionais de uma unidade de dobra em colapso
Os resultados são fascinantes. O colapso do warp drive gera uma explosão distinta de ondas gravitacionais, uma ondulação no espaço-tempo que poderia ser detectável por detectores de ondas gravitacionais que normalmente miram em fusões de buracos negros e estrelas de nêutrons. Ao contrário dos chiados de objetos astrofísicos em fusão, esse sinal seria uma explosão curta e de alta frequência, e assim os detectores atuais não o captariam. No entanto, futuros instrumentos de frequência mais alta podem, e embora nenhum instrumento desse tipo tenha sido financiado ainda, a tecnologia para construí-los existe. Isso levanta a possibilidade de usar esses sinais para procurar evidências da tecnologia do warp drive, mesmo que não possamos construí-la nós mesmos.
O Dr. Khan adverte: “Em nosso estudo, a forma inicial do espaço-tempo é a bolha de dobra descrita por Alcubierre. Embora tenhamos conseguido demonstrar que um sinal observável poderia, em princípio, ser encontrado por detectores futuros, dada a natureza especulativa do trabalho, isso não é suficiente para impulsionar o desenvolvimento do instrumento.”
Dinâmica energética do colapso do Warp Drive
O estudo também se aprofunda na dinâmica energética do warp drive em colapso. O processo emite uma onda de matéria de energia negativa, seguida por ondas positivas e negativas alternadas. Essa dança complexa resulta em um aumento líquido na energia geral do sistema e, em princípio, poderia fornecer outra assinatura do colapso se as ondas de saída interagissem com a matéria normal.
Implicações para a compreensão de espaços-tempos exóticos
Esta pesquisa expande os limites da nossa compreensão de espaços-tempos exóticos e ondas gravitacionais. O Prof. Dietrich comenta: “Para mim, o aspecto mais importante do estudo é a novidade de modelar com precisão a dinâmica de espaços-tempos de energia negativa e a possibilidade de estender as técnicas para situações físicas que podem nos ajudar a entender melhor a evolução e a origem do nosso Universo ou a evitar singularidades no centro de buracos negros.”
O Dr. Clough acrescenta: “É um lembrete de que ideias teóricas podem nos levar a explorar o universo de novas maneiras. Embora sejamos céticos sobre a probabilidade de ver qualquer coisa, acho que é interessante o suficiente para valer a pena olhar!”
Pesquisa e Exploração Futuras
Os pesquisadores planejam investigar como o sinal muda com diferentes modelos de propulsão de dobra e explorar o colapso de bolhas viajando a velocidades que excedem a velocidade da própria luz. A velocidade de dobra pode estar muito distante, mas a busca para entender os segredos do universo continua, um acidente simulado de cada vez.
Para mais informações sobre esta pesquisa, veja Novas simulações exploram os efeitos gravitacionais da dobra espacial.
Referência: “O que ninguém viu antes: formas de onda gravitacionais do colapso da dobra espacial” por Katy Clough, Tim Dietrich e Sebastian Khan, 25 de julho de 2024, O Jornal Aberto de Astrofísica.
DOI: 10.33232/001c.121868