terça-feira, 24 de dezembro de 2013

O UNIVERSO DOS TÁQUIONS - Parte 12.3



3 - A dobra de Alcubierre:

Caso a nave pudesse dobrar o continuum de espaço-tempo, expandindo a área atrás dela e contraindo a área na frente, sua tripulação poderia evitar a velocidade da luz

Ao criar seu próprio campo gravitacional, a nave poderia viajar localmente a velocidades bem baixas, evitando, os efeitos da Terceira Lei de Newton e mantendo os relógios em sincronia com o local de lançamento e de destino, o que burla o paradoxo dos gêmeos. 

A nave não está realmente viajando a uma "velocidade" por si só - mais parece que está puxando seu destino em direção a ela enquanto empurra de volta seu ponto de partida. A nave, portanto, se deslocaria dentro de uma região conhecida como bolha de dobra, na qual as características normais do tecido do espaço-tempo se manteriam inalteradas. 

 




Uma vez que a nave não estaria se movendo dentro desta bolha, mas estaria sendo transportada junto com ela, os efeitos de dilatação do tempo previstos pela TRE e pela 3ª Lei de Newton não se verificariam, aind aque com a altíssimas velocidades de deslocamento em relação ao espaço normal em volta da nave. 

Além disso, esse método de viagem não implica realmente em se deslocar mais rápido que a luz, uma vez que no interior da bolha, a luz continuaria a ser mais rápida que a nave, sendo que é a bolha quem viajaria a velocidades suprluminais; é o espaço quem se move a estas velocidades superluminais.

Dessa maneira, a Propulsão Alcubierre apresentada no trabalho “The warp drive: hyper-fast travel within general relativity” não contradiz TRR quanto ao quesito velocidade maior que c. Entretanto, atualmente não se conhecem métodos para se criar uma bolha de dobra em uma região do continuum de espaço-tempo, ou de deixar tal bolha, uma vez dentro dela.

A métrica Alcubierre define a dobra do espaço-tempo. É uma variedade Lorentziana, que, se interpretada no contexto da TRG, permite uma bolha de dobra a aparecer no espaço-tempo previamente plano e afastar-se a velocidades efetivamente superluminais. 

Uma variedade se trata da generalização da ideia de superfície. A variedade Lorentziana é um importante caso especial da variedade pesedo Riemannianana qual a assinatura da métrica é dada por 1, n−1) ou, às vezes, por (n−1, 1).


A métrica da variedade pseudo-Riemanniana representada por (M,g) é uma variedade diferenciável M, equipada com um tensor métrico não degenerado e suave que, conforme a métrica Riemanniana não necesita ser positivamente definida, mas deve ser não degenerada, sendo seu valor positivo, negativo ou nulo. A assinatura da métrica pseudo-riemanniana é (p,q), sendo ambos “p” e “q” não negativos.

De acordo com o formalismo ADM (Arnowitt, Deser e Misner), uma formulação hamiltoniana da TRG, que exerce um importante papel na gravidade quantica e na relatividade numérica (ver mais no trabalho dos mesmos autores intitulado “The dynamics of general relativity”.

 Sob este formalismo, o espaço-tempo é descrito como uma foliação do espaço de hipersuperfícies, com coordenada de tempo constante dada por “t” , sendo que a métrica assume a seguinte forma:

 



Onde:

α = função que dá o intervalo de tempo adequado entre hipersuperfícies próximas;


βi = vetor que relaciona o deslocamento espacial em diferentes sistemas de coordenadas e hipersuperfícies;


 γij = métrica positiva definida em cada uma das hipersuperfícies, sendo sempre positiva para todos os valores de t, de modo a ser uma métrica espacial, o que garante que o espaço-tempo seja globalmente hiperbólico, pois todo o espaço descrito pelo formalismo ADM deve ter curvas causais fechadas.

A forma particular do estudo de Alcubierre é definida da seguinte forma:

 

Sendo:


 

Sendo:
 
vs (t) → velocidade global da nave e assim a bolha se torna arbitrriamente grande;
rs (t) → dimensões da nave.

e

 

Com parâmetros arbitrários:
 
R > 0 → raio da bolha;

σ > 0 → espessura da parede da bolha.

Sendo que f(rs), para rs  > R ou rs = 0, pode ser escrito como:
 



   
 Quanto maior for σ mais rapidamente a função f (rs) se aproxima de uma função “top hat” de acordo com a teoria de Fourier.  

 

Ou seja: 

 


Assim, pode-se escrever a forma da Métrica de Alcubierre como: 








ou

 

Assim é fácil de compreender a geometria de nosso espaço tempo com base nas equações dadas.



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