Engage, Mr. Sulu!

Não sei se alguém que me lê assistiu ou assiste a primeira fase da série icônica Star Trek. Se não viu, veja. Quando eu assistia, lá na minha infância, adorava os efeitos especiais, que achava o máximo. Lindos! Vendo hoje, foco na história e deixo os efeitos pra lá.

Mas me lembro, com viva memória, dos momentos em que a Enterprise, a nave dos viajantes, entrava em velocidade de dobra. O capitão Kirk dizia: Engage, Mr. Sulu! O que era a tal velocidade de dobra eu nem fazia ideia. Hoje sei que é uma velocidade além da velocidade da luz, que já faz fantásticos 300 mil km por segundo. Sergião, ir além da velocidade da luz é besteira, Einstein já mostrou isso faz tempo! Ora, ora, direi ouvir estrelas...

Dentro do contexto da Relatividade Especial, o que Einstein propôs, matematicamente formulado, foi que objetos com massa não-nula não podem atingir a velocidade da luz. Corpos com massa nula, por outro lado, como é o caso dos fótons, viajam na velocidade da luz. Dentro da Relatividade Geral, no entanto, não há restrições globais neste sentido, mas apenas que LOCALMENTE, os princípios da Relatividade Especial sejam seguidos.

Como?!

Bom, a Relatividade Geral nos ensina que o tempo e o espaço não são independentes. Eles se comportam como uma única entidade, chamada de espaço-tempo. Esta entidade é, na verdade, um sistema de coordenadas no qual tempo e espaço são interdependentes, formando o que os matemáticos chamam de variedade de 4 dimensões. A taxa de variação do tempo depende da velocidade do observador num determinado referencial. 

Bom, mas como ir além da velocidade da luz? Pois é, em 1994 um físico chamado Miguel Alcubierre, que originalmente trabalhava na busca de soluções numéricas para as equações de Einstein, propôs em um artigo chamado The Warp Drive: hyper-fast travel within general relativity um mecanismo para que viagens desse tipo fossem possíveis. 

O básico do modelo pode ser entendido por meio do chamado Universo Inflacionário, uma ideia proposta do Alan Guth e que pode ser vista aqui, e que é dada no artigo de Alcubierre como exemplo. Imagine dois observadores que se movem conjuntamente e que tem uma velocidade relativa de separação. Ou seja, os dois observadores estão se separando porque a distância entre eles aumenta com o tempo. A velocidade relativa será dada pela razão entre a distância própria que separa os observadores e o tempo próprio. Quanto mais rapidamente eles se separarem, maior será a velocidade relativa de separação. Não há limites para esta velocidade, pois cada observador está localmente respeitando a velocidade da luz. Dizemos que estão dentro dos próprios cones-de-luz. Concordo com você! É uma ideia bastante ousada, mas perfeita do ponto de vista matemático. E parece, contrário ao que possamos intuitivamente achar correto, que o Universo gosta deste mecanismo. Tanto é assim que o usou para se expandir: expandindo o próprio espaço-tempo. Claro, podemos fazer o mesmo para aproximar dois observadores.

Voltando ao artigo do Alcubierre. Ele propõe, então, que o espaço-tempo seja distorcido da seguinte maneira: atrás da nave o espaço-tempo irá se expandir enquanto que na frente, contrair. Com isso a nave é "empurrada" numa dada direção. Claro que ele mostra matematicamente está possibilidade. Ou seja, ele mostra que, ao menos matematicamente, é possível termos motores de dobra (os warp drives).

Na prática, como ficam as coisas? Bem, já tem gente tentando construir este tipo de motor. Quem quiser treinar o Inglês pode ler mais aqui.