A ideia principal por trás de uma propulsão de dobra é que, em vez de exceder a velocidade da luz diretamente em um referencial local, uma “bolha de dobra” poderia percorrer distâncias mais rápidas que a velocidade da luz — medida por algum observador distante — contraindo o espaço-tempo à sua frente e expandindo o espaço-tempo atrás dela.
Clough e outros. propôs um formalismo para estudar dinamicamente espaços-tempos de dobra espacial e produziu as primeiras formas de onda de relatividade numérica totalmente consistentes para o colapso de uma bolha de dobra espacial.
Apesar de terem origem na ficção científica, os motores de dobra têm uma descrição concreta na relatividade geral, com o astrofísico Miguel Alcubierre, da Universidade de Gales primeira proposição uma métrica de espaço-tempo que suportava viagens mais rápidas que a luz.
Embora existam inúmeras barreiras práticas à sua implementação na vida real, como a exigência de um tipo exótico de matéria com energia negativa, computacionalmente, é possível simular sua evolução no tempo, dada uma equação de estado que descreve a matéria.
Em um novo trabalho, astrofísicos teóricos estudaram as assinaturas decorrentes de uma “falha de contenção” do propulsor de dobra espacial.
“Embora os propulsores de dobra sejam puramente teóricos, eles têm uma descrição bem definida na teoria da relatividade geral de Einstein e, portanto, as simulações numéricas nos permitem explorar o impacto que eles podem ter no espaço-tempo na forma de ondas gravitacionais”, disse a Dra. Katy Clough, pesquisadora da Queen Mary University de Londres.
“Os resultados são fascinantes. O warp drive em colapso gera uma explosão distinta de ondas gravitacionais, uma ondulação no espaço-tempo que poderia ser detectável por detectores de ondas gravitacionais que normalmente miram fusões de buracos negros e estrelas de nêutrons.”
“Ao contrário dos sinais emitidos pela fusão de objetos astrofísicos, esse sinal seria uma explosão curta e de alta frequência, e por isso os detectores atuais não o captariam.”
“No entanto, instrumentos futuros de frequência mais alta podem, e embora tais instrumentos ainda não tenham sido financiados, a tecnologia para construí-los existe.”
“Isso levanta a possibilidade de usar esses sinais para procurar evidências da tecnologia de propulsão de dobra, mesmo que não possamos construir uma nós mesmos.”
“Em nosso estudo, a forma inicial do espaço-tempo é a bolha de dobra descrita por Alcubierre”, disse o Dr. Sebastian Khan, pesquisador da Universidade de Cardiff.
“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.”
Os autores também se aprofundam na dinâmica energética do colapso da dobra espacial.
O processo emite uma onda de matéria energética 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.
“É um lembrete de que ideias teóricas podem nos levar a explorar o Universo de novas maneiras”, disse o Dr. Clough.
“Embora estejamos céticos quanto à probabilidade de ver alguma coisa, acho que é interessante o suficiente para valer a pena dar uma olhada.”
“Para mim, o aspecto mais importante do estudo é a novidade de modelar com precisão a dinâmica dos 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 os processos no centro dos buracos negros”, disse o professor Tim Dietrich, da Universidade de Potsdam.
“A velocidade de dobra pode estar muito distante, mas esta pesquisa já expande os limites da nossa compreensão de espaços-tempos exóticos e ondas gravitacionais.”
“Planejamos investigar como o sinal muda com diferentes modelos de propulsão de dobra.”
As equipes papel foi publicado online no Revista Aberta de Astrofísica.
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Katy Clough e outros. 2024. O que ninguém viu antes: formas de ondas gravitacionais do colapso da unidade de dobra espacial. Revista Aberta de Astrofísica 7; dois: 10.33232/001c.121868