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A unidade de Alcubierre é uma das unidades de warp mais conhecidas nos modelos de papel - onde um possível método de unidade de warp parece funcionar matematicamente, desde que você não fique muito preocupado com a física do mundo real e com alguns problemas problemáticos de limites.

Recentemente, o conceito de acionamento Alcubierre foi testado em metamaterial matematicamente modelado - o que pode fornecer uma analogia aproximada do espaço-tempo. É interessante notar que, nessas condições, a unidade de Alcubierre é incapaz de quebrar a barreira da luz - mas é capaz de fazer 25% da velocidade da luz, o que não é o que você chamaria de lento.

OK, então duas questões conceituais para tratar aqui. O que diabos é uma unidade de Alcubierre - e o que diabos é metamaterial?

A unidade de Alcubierre é um tipo de experimento matemático em que você imagina que sua espaçonave possui um mecanismo de movimentação capaz de distorcer uma bolha do espaço-tempo, de modo que o componente da bolha à sua frente se contrai trazendo pontos à sua frente - enquanto a bolha atrás você se expande, movendo o que está atrás de você para mais longe.

Essa geometria distorcida move a espaçonave para frente, como um surfista em uma onda de espaço-tempo. Manter essa dobra dinâmica e continuamente à medida que a nave avança pode resultar em velocidades mais rápidas que a luz do ponto de vista de um observador fora da bolha - enquanto a nave quase não se move em relação ao espaço-tempo local dentro da bolha. De fato, durante toda a jornada, a tripulação experimenta condições de queda livre e não é incomodada pelas forças G.

Algumas limitações do modelo de direção de Alcubierre são que, embora a matemática possa sugerir que o movimento para frente do navio é teoricamente possível, como ele pode começar e depois parar no seu destino não está claro. O mecanismo subjacente à geração da bolha também precisa ser explicado. Para distorcer o espaço-tempo, você deve redistribuir a massa ou a densidade de energia de alguma forma. Se isso envolve empurrar as partículas para as bordas da bolha, isso arrisca uma situação em que as partículas nos limites da bolha se moveriam mais rápido que a luz dentro do quadro de referência do espaço-tempo externo à bolha - o que violaria um princípio fundamental de relatividade geral.

Existem várias soluções alternativas propostas, envolvendo energia negativa, matéria exótica e taquião - embora você esteja bem abaixo da toca do coelho nesse estágio. No entanto, se você pode acreditar em seis coisas impossíveis antes do café da manhã, por que não um Alcubierre também?

Agora, os metamateriais são estruturas semelhantes a matrizes com propriedades geométricas que podem controlar e modelar ondas eletromagnéticas (bem como ondas acústicas ou sísmicas). Até o momento, esses materiais não foram apenas teorizados, mas construídos - pelo menos com a capacidade de manipular radiação de comprimentos de onda longos. Mas, teoricamente, metamateriais muito precisamente precisos podem ser capazes de manipular comprimentos de onda ópticos e mais curtos - criando o potencial de mantos de invisibilidade e dispositivos de manobras de naves espaciais ... pelo menos teoricamente.

De qualquer forma, os metamateriais capazes de manipular a maior parte do espectro eletromagnético podem ser modelados matematicamente - mesmo que não possam ser construídos com as tecnologias atuais. Essa modelagem foi usada para criar buracos negros virtuais e investigar a probabilidade de radiação Hawking - então, por que não usar a mesma abordagem para testar uma unidade de urdidura Alcubierre?

Acontece que os parâmetros de material do chamado metamaterial "perfeito" não permitirão que o drive Alcubierre rompa a velocidade da luz, mas permitirão atingir 25% da velocidade da luz - sendo cerca de 75.000 quilômetros por segundo. Isso leva você ao sistema Alpha Centauri em cerca de dezessete anos, assumindo que a aceleração e a desaceleração são apenas pequenos componentes da jornada.

Se as limitações impostas pelo metamaterial neste teste são uma indicação de que ele não pode emular adequadamente a distorção do espaço-tempo - que o drive Alcubierre precisa para quebrar a velocidade da luz - ou se o drive Alcubierre simplesmente não pode fazê-lo, permanece uma questão em aberto. . O que é surpreendente e encorajador é que a unidade poderia realmente funcionar ... um pouco.

Leitura adicional: Smolyaninov, I. Modelo baseado em meta-materiais da unidade de urdidura Alcubierre.