Cientistas propõem uma nova maneira de encontrar alienígenas: detectar seus drives de warp com falha

Novas pesquisas especulativas descrevem um método para detectar civilizações extraterrestres: captando as ondas gravitacionais produzidas pelo colapso, ou falha, de seus motores de dobra. Parece loucura, mas o conceito é baseado nos princípios da relatividade geral de Einstein.

Os motores de dobra, inspirados na compreensão da física cosmológica de Albert Einstein, foram modelados matematicamente pela primeira vez pelo físico Miguel Alcubierre em 1994. De acordo com Alcubierre, uma espaçonave poderia realizar viagens mais rápidas que a luz (em relação a um observador externo) por meio de um mecanismo conhecido como “bolha de dobra”, que contrai o espaço à sua frente e expande o espaço atrás. O motor de dobra não acelera a espaçonave localmente para velocidades mais rápidas que a da luz; em vez disso, ele manipula o espaço-tempo ao redor da nave. Tal nave espacial poderia viajar grandes distâncias num curto período de tempo, “deformando” o espaço-tempo, contornando o limite da velocidade da luz de uma forma consistente com a relatividade geral.

O problema é que este modelo requer energia negativa, uma forma especulativa de energia onde há menos energia do que o espaço vazio, o que não é actualmente compreendido ou alcançável com a tecnologia actual. Esta lacuna na nossa compreensão mantém a construção real de uma unidade de dobra, tal como retratada em Star Wars e Star Trek , firmemente dentro do domínio da ficção científica.

Em um  estudo carregado no servidor de pré-impressão arXiv, a astrofísica e matemática Katy Clough da Queen Mary University of London, juntamente com os colegas Tim Dietrich do Instituto Max Planck de Física Gravitacional e Sebastian Khan da Universidade de Cardiff, exploram a possibilidade de que o hipotético colapso de drives de dobra poderiam emitir ondas gravitacionais detectáveis.

Quando os warp drives vão kablooie

Os cientistas não pretendem saber como construir um motor de dobra, mas em vez disso usam simulações matemáticas para explorar o seu potencial comportamento teórico. Em particular, a equipa concentrou-se no que poderia acontecer se um motor de dobra sofresse, nas suas palavras, uma “falha de contenção”. Tal falha poderia resultar em um colapso que emite ondas gravitacionais detectáveis.

“Embora existam inúmeras barreiras práticas à sua implementação na vida real, incluindo a necessidade de energia negativa, computacionalmente, pode-se simular a sua evolução no tempo, dada uma equação de estado que descreve a matéria”, escrevem os cientistas no seu artigo, que está atualmente em desenvolvimento. sob revisão por pares do Open Journal of Astrophysics .

Graças ao LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), que observa ondulações no espaço-tempo causadas por eventos cósmicos, sabemos que é possível detectar ondas gravitacionais; O LIGO já provou ser capaz de observar fenômenos como a fusão de buracos negros e estrelas de nêutrons.

No início, a equipe procurou estudar os sinais das ondas gravitacionais de uma hipotética nave em aceleração, mas percebeu que o colapso da bolha de dobra era um primeiro passo mais simples e que tal evento provavelmente produziria um sinal mais forte, como Clough explicou em um e-mail para o Gizmodo. Não existe nenhum mecanismo físico conhecido para manter uma bolha de dobra estável, acrescentou ela, o que é essencial para usar um motor de dobra para viajar pelo espaço, levando à perspectiva de uma falha de contenção.

“Seria necessário controlar de alguma forma a forma como a pressão responde às mudanças na densidade do fluido de dobra ou impor algum mecanismo de contenção adicional”, escreveu Clough. “Isso poderia ser análogo à forma como os lasers são necessários para confinar o plasma em experimentos de fusão nuclear. Portanto, nosso ponto de partida pressupõe que o que quer que estivesse mantendo o fluido contido de alguma forma se quebrou e isso levou à sua dispersão.” Por fluido, Clough está se referindo ao meio ou substância teórica dentro da bolha de dobra que precisa ser controlada e contida.

Ondulações no espaço-tempo

Um colapso da unidade de dobra desencadearia poderosas ondas gravitacionais porque envolve a alteração repentina e dramática do espaço-tempo. A rápida redistribuição de energia e matéria usada para distorcer o espaço-tempo num impulso de dobra criaria perturbações significativas, semelhantes à forma como movimentos repentinos criam ondas na água. Este evento intenso libertaria energia suficiente para gerar ondas gravitacionais, semelhantes às produzidas por fusões de buracos negros ou colisões de estrelas de neutrões.

O sinal resultante seria “muito forte”, disse Clough. Isto se deve à enorme deformação do espaço-tempo necessária para impulsionar uma nave para frente a uma fração significativa da velocidade da luz (10% a 30% da velocidade da luz, conforme observado no artigo). O colapso libera uma fração substancial da energia contida na curvatura do espaço-tempo, tornando o sinal potencialmente detectável.

O estudo se baseia na relatividade numérica, ferramenta que permite aos físicos simular espaços-tempos sob condições extremas. Esta abordagem torna possível estudar e compreender fenómenos nos quais forças gravitacionais excepcionalmente fortes desempenham um papel, como buracos negros e, teoricamente, bolhas de dobra em colapso. Ao simular os sinais de ondas gravitacionais que podem ser emitidos durante um colapso da unidade de dobra, Clough e a sua equipa propõem um método para identificar potencialmente tais eventos – caso existam.

Ao analisar como a energia e as ondas gravitacionais irradiariam de tal evento, os pesquisadores especularam sobre as assinaturas que detectores avançados poderiam um dia capturar. A força e a frequência do sinal dependem do tamanho da bolha de warp. No artigo, eles dão um exemplo de uma bolha de dobra de 1 quilômetro de largura viajando a 10% da velocidade da luz. Segundo os seus cálculos, isto deverá gerar um sinal de 300 kHz que poderá ser detectado a até 3,26 milhões de anos-luz de distância, se o sinal for suficientemente forte. Um detector semelhante ao LIGO, mas projetado para frequências mais altas, poderia detectar esse sinal, segundo os cientistas. “Existem propostas para tais detectores e são viáveis, mas no momento nenhuma é financiada”, disse Clough.

Divertido especular

A ideia de usar ondas gravitacionais para detectar tecnologias alienígenas é selvagem, sem dúvida. Ainda estamos muito longe de podermos usar detectores como o LIGO para detectar esse tipo de assinatura tecnológica alienígena. Além disso, não sabemos realmente se os alienígenas obedecem aos nossos conceitos inspirados na ficção científica, então isso adiciona outra camada de conjecturas. Embora esta área de pesquisa pareça promissora, ainda está profundamente enraizada na teoria.

Dito isto, as implicações desta pesquisa vão além da busca por vida extraterrestre. Compreender as assinaturas dos colapsos dos motores de dobra também poderia melhorar a nossa compreensão da dinâmica do espaço-tempo em cenários que violam as condições de energia conhecidas. Tais estudos ampliam os limites da nossa compreensão da física, testando os limites da relatividade geral e conduzindo potencialmente a novos conhecimentos teóricos.

“Ir além da astrofísica padrão, como fizemos neste estudo, realmente nos desafiou a adaptar e levar os métodos aos seus limites, e esse conhecimento e experiência certamente nos ajudarão à medida que estudarmos regimes mais desafiadores em aplicações astrofísicas no futuro”, disse Clough.

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