Oculto na matemática de Einstein: uma viagem mais rápida que a luz?

Modelo de relação entre velocidades

Os cientistas ampliaram as equações de Einstein para uma viagem mais rápida do que a luz. Aqui, um gráfico tridimensional (à direita) mostra a relação entre três velocidades diferentes: v, u e U, onde v é a velocidade de um segundo observador medida por um primeiro observador, u é a velocidade de uma partícula em movimento medida pelo segundo observador, e U é a velocidade relativa da partícula ao primeiro observador. (Crédito da imagem: Hill, Cox / Proceedings of the Royal Society A)

Embora as teorias de Einstein sugiram que nada pode se mover mais rápido do que a velocidade da luz, dois cientistas ampliaram suas equações para mostrar o que aconteceria se uma viagem mais rápida do que a luz fosse possível.

Apesar de uma aparente proibição de viagens de Einstein teoria da relatividade especial , os cientistas disseram que a teoria na verdade se presta facilmente a uma descrição das velocidades que excedem a velocidade da luz.



'Começamos a pensar sobre isso e achamos que esta é uma extensão muito natural das equações de Einstein', disse o matemático aplicado James Hill, que foi coautor do novo artigo com seu colega Barry Cox, da Universidade de Adelaide, Austrália. O artigo foi publicado em 3 de outubro na revista Proceedings of the Royal Society A: Mathematical and Physical Sciences.

Relatividade especial, proposta por Albert Einstein em 1905, mostrou como conceitos como velocidade são todos relativos: Um observador em movimento medirá a velocidade de um objeto para ser diferente do que um observador estacionário. Além disso, a relatividade revelou o conceito de dilatação do tempo, que diz que quanto mais rápido você vai, mais o tempo parece diminuir. Assim, a tripulação de uma nave espacial em alta velocidade poderia perceber que sua viagem a outro planeta levaria duas semanas, enquanto as pessoas deixadas para trás na Terra observariam sua passagem levando 20 anos.

Ainda assim, a relatividade especial se desfaz se a velocidade relativa de duas pessoas, a diferença entre suas respectivas velocidades, se aproxima da velocidade da luz. Agora, Hill e Cox estenderam a teoria para acomodar uma velocidade relativa infinita. [ As 10 principais implicações dos neutrinos mais rápidos do que a luz ]

Curiosamente, nem as equações originais de Einstein, nem a nova teoria estendida podem descrever objetos massivos que se movem no velocidade da luz em si. Aqui, os dois conjuntos de equações se dividem em singularidades matemáticas, onde as propriedades físicas não podem ser definidas.

'O negócio real de atravessar a velocidade da luz não está definido', disse Hill ao LiveScience. 'A teoria que propusemos é simplesmente para velocidades maiores do que a velocidade da luz.'

Com efeito, a singularidade divide o universo em dois: um mundo onde tudo se move mais devagar do que a velocidade da luz e um mundo onde tudo se move mais rápido. As leis da física nesses dois reinos podem acabar sendo bem diferentes.

De certa forma, o mundo oculto além da velocidade da luz parece realmente estranho. As equações de Hill e Cox sugerem, por exemplo, que à medida que uma espaçonave viajando em velocidades superluzes acelerasse cada vez mais rápido, ela perderia cada vez mais massa, até que, em velocidade infinita, sua massa se tornasse zero.

'É muito sugestivo que todo o jogo seja diferente quando você vai mais rápido que a luz', disse Hill.

Apesar da singularidade, Hill não está pronto para aceitar que a velocidade da luz seja uma parede intransponível. Ele comparou isso a cruzar a barreira do som. Antes de Chuck Yeager se tornar a primeira pessoa a viajar mais rápido que a velocidade do som em 1947, muitos especialistas questionavam se isso poderia ser feito. Os cientistas temiam que o avião se desintegrasse ou o corpo humano não sobrevivesse. Nenhum dos dois acabou sendo verdade.

O medo de cruzar a barreira da luz pode ser igualmente infundado, disse Hill.

'Acho que é apenas uma questão de tempo', disse ele. 'Sendo a engenhosidade humana o que é, isso vai acontecer, mas talvez envolva um mecanismo de transporte totalmente diferente de qualquer coisa atualmente imaginada.'

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