Motor de dobra - O método é baseado do motor de Alcubierre, que propõe a expansão do tecido do espaço atrás de uma espaçonave para formar uma bolha, e o encolhimento do espaço-tempo na frente na espaçonave. A nave não se moveria de fato, ela se colocaria entre as dimensões de expansão e de encolhimento do universo. Como seria o espaço que se moveria ao redor da nave, a teoria não viola a Teoria da Relatividade de Einstein, que estabelece que seria necessário uma quantidade infinita de energia para acelerar um objeto mais rápido do que a velocidade da luz. Teoria das cordas - A teoria das cordas sugere que o universo é feito de múltiplas dimensões. Altura, largura e comprimento são três dimensões, e o tempo é a quarta dimensão. Os cientistas que defendem a teoria das cordas acreditam que há um total de 10 dimensões, com seis outras que nós ainda não conseguimos identificar.
Uma nova teoria, chamada Teoria M, leva a teoria das cordas um passo adiante e estabelece que as cordas de fato vibram em um espaço de 11 dimensões. É esta 11ª dimensão que os dois físicos acreditam poder ajudar a impulsionar uma nave mais rápido do que a velocidade da luz.
Um Júpiter de energia
Os dois pesquisadores estimam que a quantidade de energia necessária para influenciar as dimensões adicionais é equivalente à massa inteira de Júpiter sendo convertida em energia."O que é uma quantidade enorme de energia," diz Cleaver. "Nós estamos ainda muito distantes de poder criar algo que controle tal magnitude de energia."O artigo defendendo a teoria foi publicado no periódico científico Journal of the British Interplanetary Society.
O que é a Dobra espacial no universo Star Trek
No universo ficcional de Star Trek, a dobra espacial (ou warp drive em inglês) é uma forma de propulsão mais rápida que a luz (FTL). Geralmente, ela é representada como sendo capaz de impulsionar uma espaçonave ou outros objetos a muitos múltiplos da velocidade da luz, ao mesmo tempo que evita os problemas associados a dilatação do tempo. Ela também é apresentada no jogo de computador Stars! e no filme Starship Troopers, bem como nos jogos de computador StarCraft e Eve Online. Não é capaz, via de regra, de criar uma viagem instantânea entre dois pontos a velocidade infinita,
como tem sido sugerido em outras obras de ficção científica usando tecnologias teóricas tais como hiperdrive, salto hiperespacial e Motor de Improbabilidade Infinita. Ela é denominada FTL (Faster Than Light) nos romances Titan. Uma diferença entre a dobra espacial (ou warp drive) e o hiperespaço é que, diferentemente do hiperespaço, a nave não entra num universo ou dimensão diferente, ela meramente cria uma pequena "bolha" de tempo-espaço normal ao seu redor. Naves em dobra podem interagir com objetos no espaço normal.
O conceito da dobra espacial como meio de propulsão tem sido tema de discussão teórica entre alguns físicos(tais como Miguel Alcubierre, ver Propulsão Alcubierre), embora nenhuma abordagem tecnológica concreta tenha sido proposta, nem exista qualquer meio conhecido de induzir o efeito descrito por Alcubierre.
Viagens através da dobra espacial
Supondo-se dois pontos nas extremidades de uma folha de papel de 20 cm de comprimento. Para uma formiga, percorrer esses 20 cm seria o caminho mais curto de se deslocar de um ponto ao outro. Se essa folha é dobrada, e esses pontos são colocados próximos um do outro, para essa formiga, ainda assim, percorrê-los seria o caminho mais curto, porque só pode se movimentar no espaço bidimensional, que é a folha de papel. Mas um mosquito, que é capaz de se mover no espaço tridimensional (voando), poderia transpor esses dois pontos movimentando-se apenas alguns milímetros.
A teoria de viagem através de dobra espacial baseia-se no conceito acima e na Teoria da Relatividade de Albert Einstein, a qual afirma que as grandes massas de gravidade aglomeradas criariam fendas no espaço-tempo, que concentrariam não só massa e energia, mas o próprio tempo junto. Essas curvaturas seriam imperceptíveis aos nossos olhos, assim como a curvatura da Terra é para quem está nela. Essa teoria também sugere um universo multidimensional, com pelo menos 3 dimensões de espaço e 1 de tempo. Baseando-se nisso, a Teoria da Dobra Espacial sugere que aplicação de certa força poderia criar uma "ponte" entre duas partes dessa fenda por uma "quarta dimensão" e, assim, "dobraria" o espaço.
Para executar a dobra espacial, um propulsor de dobra criaria uma espécie de funil, estreito à sua frente e largo à suas costas, e logo depois dilataria sua frente, comprimindo suas costas, pelo qual passaria a espaçonave envolta em sua bolha de dobra. Para quem estivesse dentro dessa bolha, a nave estaria viajando a uma velocidade comum (inferior à da luz), mas para quem estivesse fora, ela saltaria zilhões de vezes mais rápida que a luz.
Um exemplo seria um tubo de 1,0 metro de diâmetro que se afunila para 0,5 metro, o fluido que corre forçado pelo seu interior a, digamos, 100 unidades de força, passaria bem mais rápido pelo diâmetro menor. E se houver outros afunilamentos sucessivos até às medidas nanômicas, esse fluido (agora teria que ser um superfluido, como o Condensado de Bose-Einstein) estaria transitando a velocidades espantosas, principalmente se a força que o empurra agora fosse aumentada para 1.000.000.000 das mesmas unidades, e o diâmetro do tubo voltar a ser de 1 metro no final, ou mais.
Nesta hipótese, a nave se achataria até se transformar em um fio do diâmetro de um átomo, com um comprimento de alguns anos luz, ou seja, todos os átomos da nave, inclusive os dos seus tripulantes, se ordenariam em "fila indiana", se comportando como um superfluido, isso em alguns segundos, alcançando estrelas facilmente apenas pelo tamanho que se transformou o fio, em questão de um estalar de dedos.
Warp Drive
Warp Drive é uma expressão ficcional, oriunda da literatura de ficção científica, mais especificamente da série de livros, cinema e de televisão Star Trek.
Tratar-se-ia, segundo os criadores da expressão, de um motor que dobraria o espaço, aproximando dois pontos quaisquer distantes anos-luz entre si, de modo a reduzir a poucas horas ou dias uma viagem no espaço que, fora das páginas de ficção científica, normalmente, demoraria milhares de anos com motores de foguete convencionais.
No universo ficcional de Star Trek, o warp drive é o meio de propulsão usado para se atingir outras estrelas e planetas na nossa galáxia. Em tal universo, a velocidade da nave estelar é dada em "factores Warp", iniciando-se em Warp 1 até 9,99 (sendo que o máximo ficcional, Warp 10, exigiria energia infinita para ser atingido).
Cumpre destacar que em alguns episódios fala-se em Warp 15, Warp 12. Isto decorre, na realidade, do uso de uma escala de velocidades diferente, utilizada durante o século XXIII, durante o qual ocorre a acção da série original Star Trek.
Nesse universo, os avanços tecnológicos que se seguiram levaram à construção de naves cada vez mais rápidas, de forma que foi introduzida a escala mais comum, iniciando-se em Warp 1 até Warp 10 (velocidade infinita).
Cálculo do Warp Drive
Em todo o enredo de TOS (The Original Serie - A Série Original), a velocidade de Warp é regida pela equação - C = Warp ^ (10/3), onde C é a Constante, velocidade da luz e Warp é a velocidade de dobra desejada. Ou seja, quando o capitão Kirk ordena dobra 6, significa que a nave viajará a cerca de 392 vezes a velocidade da luz:
Nota: C = 300.000 km/s
O Limite de Warp 10
Nota: esse conceito é implícito a Jornada nas Estrelas, com base no conhecimento científico atual.
No episódio "The Changeling", de TOS, quando a USS Enterprise é invadida por uma sonda alienígena auto-consciente, esta faz alterações nos motores da nave, fazendo com que essa atinja warp 12 (3.956 C).
Para evitar velocidades absurdas, os produtores criaram um hipotético limite para a velocidade Warp, conhecido como "Barreira Warp 10".
Esse limite é explicado pelo fato que quanto mais se desdobra o continnum espaço-tempo, mais o espaço normal é dobrado (aproximando-se um ponto no espaço a outro), maior é o gasto de energia da nave, o que por si só é um limite para velocidade. Por outro lado, nesse limite hipotético, a nave estaria em todos os lugares do universo ao mesmo tempo, ocupando o espaço de toda a matéria existente no universo, o que tornaria impossível fisicamente essa velocidade (velocidade infinita).
Para manter a integridade da história e regulamentar essa velocidade limite, os produtores de Jornada, criaram o conceito hipotético de "transdobra", isto é, um jeito de vencer o limite da dobra 10 sem barrar-se no conceito de velocidade infinita. Ainda que implicitamente, uma nova equação de dobra foi criada: C = Warp ^ (10 / 3) + (10 - Warp) ^ (-11 / 3). Na próxima cronologia Trekker, o incidente provocado no epsódio citado, fez com que os cientistas da Federação percebessem que a equação de Warp estava incompleta. E, que a velocidade atingida pela USS Enterprise, Warp 12, na verdade seria Transdobra 2, porém, "apenas" Warp 9,87227 pela equação revista.
Nesse caso específico, houve um sério risco de destruição da nave, pois a USS Enterprise original não teria como suportar por muito tempo essa velocidade sem a destruição da nave.
As pesquisas para criar uma nave capaz de suportar tal velocidade de modo sustentável, terminaram com o desenvolvimento da nave USS Excelsior, que acabou se tornando um grande fracasso.
Nas séries seguintes (com exceção de Enterprise), essa nave capaz de se sustentar em transdobra ainda não foi completada. As naves do final do séc XXIV, são capazes apenas de suportar tal velocidade (acima de dobra 9.9, pela equação revista) apenas por alguns minutos. Por exemplo: A USS Voyager é capaz de atingir dobra 9,975 (transdobra 47) por apenas 15 minutos. Isso permite que ela cubra uma distância de cerca de 20 anos-luz, porém o gasto de energia seria tal, que ela teria que ser abastecida imediatamente.
Boa parte do enredo do século XXIV, tem como base o sonho da federação atingir a capacidade de chegar a outras galáxias ou mesmo conseguir atravessar a galáxia de forma rápida e segura.
A Propulsão de Dobra
Primeiramente, uma breve discussão sobre o objetivo da propulsão de dobra: a viagem a velocidades acima da velocidade da luz. Existem dois problemas distintos a serem resolvidos:
A Teoria da Relatividade Especial prevê (e isto já foi verificada por vários experimentos em aceleradores de partículas) que será necessária uma quantidade infinita de energia para acelerar um objeto até a velocidade da luz, e que não é possível ultrapassar este limite da velocidade da luz.
Em um universo relativístico, se você pode viajar de um ponto A até B a uma velocidade superior a da luz, utilizando para tanto uma alternativa qualquer, você viajaria para trás, no tempo em alguns referenciais. Portanto, você poderia, por exemplo, enviar uma i.mensagem para você mesmo antes que você partisse na sua viagem e criaria um paradoxo insolúvel.
Pode-se pensar em várias maneiras de como a propulsão de dobra funcionaria, dentre elas pode-se citar:
Supor que o espaço fosse feito de ondas, e se viajaria de uma crista até outra
Aproximar os pontos no espaço
Modificar a velocidade da luz ao redor da nave *
Reduzir a massa da nave a zero, e portanto ela pode atingir qualquer velocidade **
Abandonar o nosso universo, e viajar em um universo paralelo
Entrar no subespaço, e viajar com uma "bolha" do espaço real junto.
Comprimir o espaço em torno da nave para tornar as distâncias mais curtas
Todas estas alternativas procuram solucionar o primeiro problema e ignoram o segundo. Nenhuma delas são compatíveis com a evidência que temos nas séries ou no Manual Técnico, que é: o efeito de se estar viajando a velocidades superiores à da luz é criado por campos do subespaço unidos que se repelem para gerar velocidades superiores à da luz.
Ainda, sem adicionar-se nenhuma condição, cada uma dessas alternativas pode levar à violação da casualidade, o que significa que toda vez a que se utilizar a propulsão de dobra estaria viajando-se no tempo, em algum referencial. ( Isto pode ser melhor entendido pelo FAQ "Relativity and FTL" de Jason Hinson. )
As naves em velocidade de dobra interagem com os objetos do espaço normal, uma das razões para a existência do defletor de navegação. Os objetos em velocidade de dobra necessitam de um campo do subespaço para atingi-la e mantê-la, e para tanto é necessário uma enorme quantia de energia. Quando o campo do subespaço se deteriora, a nave abandona a velocidade de dobra e retorna a uma velocidade inferior à velocidade da luz.
* Pode-se construir um espaço com geometria hiperbólica entre a origem e o destino de dois pontos, assim pode-se viajar a velocidades superiores à da luz sem ocorrer a violação da casualidade apontada por Jason Hinson. Entretanto, isto implica em se fazer mudanças no espaço-tempo ao longo de todo o percurso da viajem antes que se inicie, e não parece ser possível construir este percurso mais rápido que c ( velocidade da luz ), então seria necessário fazê-lo de antemão. Isto obviamente não é o que se usa em Star Trek.
** Um campo do subespaço reduz a massa inercial de um objetivo contido nele, ou seja, ele parece mais leve. Mas o campo não reduz a massa a zero, e muito menos isso iriam possibilitar que se viajasse a velocidades superiores à da luz, porque partículas sem massa no nosso universo são restritas a movimentos no máximo à velocidade da luz. Portanto, esse efeito do subespaço não pode ser considerado para viagens em velocidade de dobra, mas é utilizado para os motores de impulso reduzindo a massa a ser acelerada.
Como a velocidade de dobra funciona?
Um poderoso campo do subespaço não-simétrico é instituído em torno da nave pelos motores de dobra. O campo é composto de camadas enlaçadas, uma empurrando a outra. Isto impulsiona a nave à frente, a velocidades superiores à velocidade da luz.
Os motores são movidos por um fluxo de plasma regulado proveniente do núcleo do Reator de Matéria/Anti-matéria. Injetores fornecem o plasma para os segmentos da bobina do campo de dobra em instantes específicos, provocando pulsos que varrem o motor em seu comprimento da frente para trás. Este fluxo peristáltico faz com que os campos de dobra sejam empurrados, e move a nave para frente.
O campo de dobra em volta da nave é uma bolha de dois lóbulos, com o centro na Engenharia Principal da nave. A forma da nave determina a eficiência do campo, e isso, explica porque a Enterprise possui aquele formato.
Ao mesmo tempo, o campo do subespaço reduz massa inercial da nave, auxiliando na manobrabilidade. De fato, um pequeno campo do subespaço é mantido em torno da nave enquanto está em velocidades de impulso, assim os motores de impulso têm que empurrar menos massa. Entretanto, este é apenas um efeito "colateral" e não é o mecanismo que proporciona as viagens a velocidades superiores à da luz.
Como o motor de dobra faz tudo isso?
Infelizmente não há uma resposta definitiva para tanto. Há a possibilidade de que o campo do subespaço force a nave a assumir o referencial do próprio subespaço, o qual é, um referencial especial, que foge aos limites da Relatividade Especial.
Mas, esta ainda não é a explicação de como o motor funciona. O Manual Técnico sugere que os campos enlaçados se acoplam e desacoplam a velocidades bem próximas a (mas menores que) c. É possível que a interação destes campos, combinada com o referencial especial que o subespaço fornece, faça com que a nave como um todo viaje a velocidades superiores à da luz.
Se dois campos entrelaçados possuem suas bordas externas " presas " ao referencial especial, enquanto que as bordas internas viajam a velocidades próximas a c relativamente uma a outra, isto deve causar o efeito de se estar viajando a velocidades superiores à da luz, em função do referencial especial. Esta explicação possui a ajuda de ser quase exatamente o que o Manual Técnico descreve, contudo ele não menciona o referencial especial.
Como isto tornaria a estória um tanto quanto entediada, é pouco provável que nós venhamos saber como o motor de dobra funciona em Star Trek.
O que impede a nave de acelerar e ir cada vez mais rápido?
A velocidade de dobra é não-Newtoniana. Sem a constante inserção de energia, o campo do subespaço se deteriora, e a nave sairá da velocidade de dobra. Em outras palavras, deve-se fornecer energia continuamente para se manter em velocidade de dobra.
Qualquer coisa que viaje à velocidades superiores à da luz deve usar um campo de dobra ( ou outra tecnologia ) para se manter nestas velocidades.
E o "arrasto do contínuo"?
Esta foi uma idéia proposta em um passado esquecido para que o problema acima fosse explicado. Contudo, não há necessidade para tanto pois não estamos lidando com sistemas Newtonianos ação/reação, força/aceleração, trata-se de mecânica relativística.
Como a seção disco viaja a velocidades de dobra (em Encounter at Fairpoint [TNG]) ? O Manual Técnico diz que os geradores de campos do subespaços acoplado aos motores de impulso podem ser usados para se manter um campo do subespaço em deterioração por curtos períodos. A deterioração é inevitável, mas ela pode ser prolongada de modo a permitir que a seção disco saia de perigo.
Através da saturação do reatores ( de acordo Force of Nature [TNG] ), depois de 6 segundos em dobra máxima a Enterprise pode "navegar" em velocidade de dobra por 2 minutos e 8 segundos. Esta é uma maneira de viajar em velocidade de dobra sem um motor de dobra, apesar de, não se consegui mantê-la por muito tempo.
Isto é semelhante a como os torpedos de fótons podem ser usados em velocidades de dobra. .Eles possuem pequenos motores de "sustentação de dobra" que permitem que eles viajem à velocidade de lançamento (se lançados em velocidade de dobra por curtos períodos.
O que é este novo limite de velocidade de dobra 5? Em "Force of Nature [TNG]" é descoberto que dentro do Corredor de Hekaras, uma região do espaço onde o uso de velocidade de dobra é obstruído exceto em caminho estreito, o uso intenso de motores de dobra em uma área sensível pode, com o tempo, provocar uma ruptura no subespaço, e ele se manifestaria no espaço real em uma escala macroscópica. E isto não é uma coisa boa.
Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/
Federação da Frota Estelar de São Paulo
Star Trek Enciclopédia