A colaboração da ALPHA chegou mais perto de medir o comportamento da antimatéria neutra em um campo gravitacional. Os resultados podem abrir as portas para novas tecnologias surpreendentes.Sonhos de mensagens instantâneas, naves interestelares e a capacidade de viajar no tempo - esses são os aparelhos da ficção científica. De muitas maneiras, elas representam as maiores esperanças da humanidade, mas são baseadas em tecnologias que vão além da conhecida ciência de hoje. E, no entanto, dadas as experiências na vanguarda das aberturas, é possível que uma nova porta se abra a qualquer momento. Se tivermos sorte - o que nos espera além do horizonte? É exatamente isso que o leitor Igor Zhbanov quer saber:
Se tivermos sorte, que tipo de experimentos científicos planejados para os próximos vinte anos podem abrir novas maneiras de criar tecnologias de ficção científica?
Existem muitas oportunidades fantásticas que podem mudar nossa realidade até o final do século XXI.
Todos os foguetes já inventados precisam de algum tipo de combustível, mas se você criar um motor com matéria escura, poderá encontrar novo combustível apenas movendo-se pela galáxiaA matéria escura (TM) pode se tornar uma fonte ilimitada de combustível que não precisa ser carregada com você. Um dos maiores mistérios da ciência é a natureza da MT. Graças a medições indiretas, sabemos sobre sua existência e sobre seu grande número. Se coletarmos todo o HM presente em uma galáxia tão grande quanto a nossa, será cinco vezes mais que a matéria normal (baseada em átomos). Quase certamente consiste em partículas com as seguintes propriedades:
• eles têm massa,
• eles não têm carga elétrica ou colorida,
• eles interagem gravitacionalmente,
• e até certo ponto, eles devem colidir consigo mesmos e com a matéria normal.
Da famosa equação de Einstein E = mc
2, sabemos que uma enorme energia é armazenada em uma MT: cinco vezes mais do que em toda matéria comum. Se o Universo é favorável a nós, podemos ser capazes de usá-lo.
A distribuição de massa no aglomerado de galáxias Abell 370 , construída com base em lentes gravitacionais, mostra dois grandes halos de massa dispersa correspondentes a HM e dois aglomerados em colisão. Ao redor e dentro de cada galáxia, aglomerado e grande quantidade de matéria comum, há 5 vezes mais TM.Muitos experimentos estão procurando colisões da MT com a normal e com ela mesma. Existem dois tipos de partículas: férmions (com giros meio inteiros) e bósons (com giros inteiros). Se uma MT consiste em bósons, é mais provável que seja uma antipartícula própria, o que significa que, se você puder pegar algumas partículas da MT e fazê-las interagir umas com as outras, elas se aniquilarão. E se eles aniquilarem, eles darão pura energia. Em outras palavras, será uma fonte de energia gratuita e ilimitada, que está em toda parte, onde quer que você vá. E como está em todo lugar, você nem precisa carregá-lo ao longo do caminho do universo. Portanto, no caso de experimentos à procura de MT, o sonho final é energia ilimitada e livre.
Um campo de dobra de Star Trek que reduz o espaço na frente e aumenta as costasA antimatéria pode ter uma massa negativa, o que significa que pode ser a chave para criar um
mecanismo de distorção . Se você quiser viajar para as estrelas, as fontes comuns de energia e combustível não permitirão que você viaje muito longe. Ou, literalmente, eles não permitem que você viaje muito rápido: você sempre será limitado pela velocidade da luz. A estrela mais próxima do sol, com planetas potencialmente adequados para a vida,
Tau Ceti , está a 12 anos-luz de nós, o que significa que uma simples viagem até lá e o envio de informações sobre ela voltarão não menos que uma geração inteira. Mas se pudéssemos espremer o espaço à nossa frente em uma jornada pelo espaço interestelar, enquanto expandíamos o espaço atrás de nós, poderíamos chegar lá muito mais rápido. Essa idéia é baseada no mecanismo de dobra, que em 1994 o astrofísico
Miguel Alcubierre colocou trilhos físicos confiáveis.
A solução de Alcubierre para a teoria da relatividade, permitindo que você se mova de maneira semelhante a um mecanismo de dobra. Esta solução requer uma massa negativa.Para criar a configuração de espaço-tempo necessária para o mecanismo warp, são necessárias duas coisas: uma enorme quantidade de energia e a existência de uma massa negativa. Essa massa negativa, cuja presença é assumida apenas, é necessária para a deformação do espaço-tempo de uma maneira especial necessária para a implementação do mecanismo de dobra. Ainda não medimos a massa de partículas de antimatéria; eles caem no campo gravitacional "para cima" ou "para baixo", ainda temos que verificar no experimento. O experimento
ALPHA no CERN está sendo conduzido para medir o efeito da gravidade na antimatéria e o comportamento da antimatéria em um campo gravitacional. Se acontecer que “cai” no campo gravitacional, podemos obter a massa negativa necessária e o mecanismo de dobra será possível.
A ferramenta Virtual IronBird para o CAM (Módulo de Acomodações por Centrífuga) na ISS é uma maneira de criar gravidade artificial, mas precisa de muita energia e apenas permite criar um tipo de força centrípeta específica. A verdadeira gravidade artificial exigiria a manipulação de massa negativa.Além disso, a massa negativa nos permitiria criar gravidade artificial. Essa possibilidade da existência de massa negativa no Universo nos permitiria criar um campo gravitacional artificial da maneira que não somos capazes de fazer agora. A existência de uma carga positiva e negativa no eletromagnetismo nos permite criar condutores, graças aos quais podemos manipular o campo elétrico entre eles e fechar-nos do campo elétrico fora deles. A gravidade, como a entendemos agora, tem apenas um tipo de carga: uma massa positiva. No entanto, a existência de uma massa negativa nos permitiria criar um ambiente com gravidade verdadeiramente zero, se pudermos configurá-lo corretamente, e também nos dará a oportunidade de criar um campo de gravidade artificial de qualquer potência entre dois sistemas com massa positiva e negativa.
A idéia de voltar no tempo hoje se refere à ficção científica. No entanto, se ciclos de tempo fechados podem existir em nosso universo, isso não só será possível, mas também inevitávelUm universo rotativo poderia nos permitir voltar no tempo. Viajar no tempo não é apenas possível, é inevitável - para a frente. Quando o espaço e o tempo são combinados em um único tecido do espaço-tempo, deve ocorrer um sério abalo da física que conhecemos hoje, a fim de permitir a viagem para trás no tempo. É muito fácil voltar ao seu ponto de partida no espaço; A Terra faz isso retornando ao ponto inicial da órbita ao redor do Sol, mas ao mesmo tempo avançando significativamente no tempo (em um ano). Loops espaciais fechados são fáceis de obter. Mas, para retornar ao ponto de partida no tempo, é necessário algo incomum - não há ciclos de tempo fechados em nosso universo em expansão e cheio de matéria. A menos que, é claro, o universo não gire.
Para o aparecimento de ciclos de tempo fechados, a rotação de uma galáxia não é suficiente, é necessário que todo o Universo gireNo universo rotativo, existe uma solução exata, na qual, se a densidade da matéria e a constante cosmológica (também é energia escura) possuem certos valores, então existem ciclos de tempo fechados no Universo. Até o momento, limitamos a rotação global do universo, mas não a descartamos completamente. Se o Universo girar a uma certa velocidade, equilibrando perfeitamente os requisitos da densidade da matéria e da constante cosmológica, será bem possível voltar no tempo e chegar ao ponto de partida não apenas no espaço, mas também no tempo. Pesquisas detalhadas de grandes áreas do céu, como as próximas experiências WFIRST e LSST, podem detectar essa rotação, se existir.
O conceito de satélite WFIRST da NASA, que deve entrar no espaço em 2024 e nos fornecer as medições mais precisas da energia escura, além de descobrir outras descobertas espaciais incríveisA ciência permite possibilidades mais exóticas - teletransporte de objetos físicos, movimento instantâneo entre diferentes pontos (buracos de minhoca) ou comunicação mais rápida que a luz - mas essas oportunidades exigem soluções alternativas muito mais sérias e complexas do que um experimento simples que produz resultados inesperados, mas aceitáveis. No entanto, devemos procurar essas oportunidades. A ciência não é uma história com um objetivo final, onde descobrimos tudo o que é possível e depois paramos. Esta é uma história de detetive em andamento, onde toda descoberta, todo marco e todo experimento inevitavelmente levam a questões mais profundas ao longo do caminho. Onde quer que esse caminho nos leve, é importante imaginar essas oportunidades e o que é necessário para sua realização - a cada passo da jornada.
Ethan Siegel - astrofísico, popularizador da ciência, autor de Starts With A Bang! Ele escreveu os livros "Beyond the Galaxy" [ Beyond The Galaxy ] e "Tracknology: the science of Star Trek" [ Treknology ].FAQ: se o Universo está se expandindo, por que não estamos expandindo ? por que a era do universo não coincide com o raio de sua parte observada .