A matéria pode superar a velocidade da luz?

Um foguete muito distante de outros corpos possivelmente viajaria a uma velocidade maior que a da luz (Cortesia da NASA/JPL-Caltech)

A luz viaja no vácuo a uma velocidade fixa de cerca de 300.000 km/s. Segundo a Teoria Geral da Relatividade de Einstein, a matéria não pode alcançar ou ultrapassar essa velocidade, pois se converteria em energia antes disso.

Ondas eletromagnéticas (luz, elétrons, neutrinos, etc) não podem alcançar ou viajar acima da velocidade de 300.000 km/s, no entanto, conforme um artigo de 2002 escrito por Dr. Pandian, do Instituto Max Planck de Radioastronomia: “Nada impede que objetos, separados por distâncias imensas, movam-se, um em relação ao outro, a velocidades maiores que a da luz”.

Imaginemos o seguinte experimento hipotético: algumas pessoas são colocadas num foguete, cujo interior é como um pequeno apartamento, mas sem janelas. Suponhamos que, depois de escapar da gravidade da Terra, esse foguete-apartamento, incrivelmente distante de qualquer outro corpo que não a Terra, viaje afastando-se da Terra em linha “reta” com uma aceleração que reproduza o efeito causado pelo campo gravitacional terrestre.

Esse foguete, depois de escapar do campo gravitacional da Terra, progressivamente atingiria a aceleração de 9,81 m/s2 e isso manteria nas pessoas a sensação de estar sob a gravidade terrestre. O piso do foguete-apartamento voltado para a Terra daria aos que estão dentro a sensação de andar dentro de uma edifício na Terra.

Depois de 353 dias, a velocidade do foguete já teria chegado à velocidade da luz, no entanto, as celulas do corpo das pessoas não teriam como perceber que isso ocorreu, pois o efeito da aceleração sobre as moléculas e os átomos do corpo manteria a sensação de estar na Terra.

Com as janelas fechadas, as pessoas dentro do foguete não perceberiam que a luz do sol sofreu uma mudança e finalmente desapareceu, pois nesse ponto o foguete já estaria se afastando do Sol com velocidade maior que a da luz. A luz solar não poderia mais alcançar o foguete.

Viajando mais 2 dias, o foguete estaria se deslocando a velocidade consideravelmente acima daquela da luz em relação à velocidade inicial na partirda. De acordo com o que Dr. Chou et al. escreveu recentemente num artigo da revista Science, a taxa de envelhecimento também não mudaria. Ele mostrou que o envelhecimento e a velocidade do relógio só são afetados quando o efeito da gravidade muda, não basta apenas uma mudança de velocidade.

Claro, se o foguete passasse por um corpo relativamente próximo, a atração gravitacional não deixaria o foguete ultrapassar a velocidade da luz, pois as moléculas e átomos das pessoas e do foguete se transforiam em energia. (Na verdade, nessa situação, o foguete não atingiria a velocidade da luz, pois a atração gravitacional exigiria muito mais energia do que a disponível).

Agora, suponhamos que o foguete comece a desacelerar a 9,81 m/s2 e a cabine virasse 180 graus para que, apoiados no piso do foguete, as pessoas ainda sentissem como se estivessem na Terra. Depois de mais 355 dias, a nave espacial teria reduzido sua velocidade a zero (relativamente à velocidade de quando começou a se afastar da Terra). A espaçonave retornaria então à Terra repetindo o trajeto de ida. As pessoas no foguete chegariam à Terra 1.420 dias depois de terem-na deixado.

Nenhuma delas sentiria estresse gravitacional durante a viagem (pois não há forças centrífugas neste modelo de viagem) e as condições de vida não seriam diferentes da Terra, exceto pelo fato das pessoas terem ficado confinadas num espaço por quase quatro anos. Embora a Teoria Geral da Relatividade permita estabelecer a velocidade que as pessoas dentro do foguete alcançariam, parece não haver nenhuma razão que as impedisse de ultrapassar a velocidade da luz sem se transformar em energia ou de envelhecer de modo diferente das pessoas que vivem na Terra.

O hipotético experimento descrito acima requer enorme quantidade de combustível para impulsionar o foguete, e ainda há a questão de enviar pessoas em tal aventura. Contudo, um experimento mais simples que talvez seja possível. Talvez seja possível acelerar lentamente um pequeno relógio atômico, conectado a um transmissor de sinais, em direção ao espaço sideral. A distância em relação aos outros corpos teria que ser muito maior que a de nossa experiência hipotética acima, a qual é necessária se quisermos que o objeto alcance ou ultrapasse a velocidade da luz.

Devido ao relógio estar aceleradamente se afastando da Terra, o tempo indicado no relógio, quando recebido aqui, pareceria ser relativamente cada vez mais lento (Efeito Doppler). Quando o relógio finalmente alcançasse ou ultrapassasse a velocidade da luz em relação à Terra, deixariamos de receber os sinais transmitidos do relógio.

O foguete poderia ser programado para começar a reduzir a velocidade e, se o foguete-relógio realmente resistir a tudo isso, nós, na Terra, voltariamos a receber os sinais transmitidos, pois a unidade estaria novamente se afastando a uma velocidade menor que a da luz (em relação à Terra). Se não recebessemos nenhum sinal (ou o sinal recebido nunca mais cessasse), então, poderiamos concluir que a probabilidade de alcançar e/ou ultrapassar a velocidade da luz é realmente impossível.

George Bushell (www.georgebushell.com) é um pesquisador de ciência aplicada aposentado, que vive em Ottawa e estuda também meteorologia, climatologia, glaciologia e cosmologia. Atualmente, presta serviços no Comite do Conselho ao Plano Mestre do Greenbelt da Comissão Nacional da Capital (do Canadá). Seu e-mail de contato é: mailbox@ georgebushell.com

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