Usuário(a):Aquino510/Testes/Energia do ponto zero

A física quântica prevê a existência de um mar subjacente de energia de ponto zero em cada ponto do universo. Isso é diferente do fundo cósmico de micro-ondas e também é conhecido como vácuo quântico eletromagnético , pois é o estado de menor energia do espaço vazio. Essa energia é tão enorme que a maioria dos físicos acredita que, embora a energia de ponto zero pareça ser uma consequência inescapável da teoria quântica elementar , ela não pode ser fisicamente real. No entanto, uma minoria de físicos a aceita como energia real que não podemos sentir diretamente porque é a mesma em todos os lugares, mesmo dentro de nossos corpos e dispositivos de medição. Dessa perspectiva, o mundo comum da matéria e da energia é como uma espuma sobre o mar de vácuo quântico. Não importa para um navio quão profundo o oceano esteja abaixo dele. Se a energia de ponto zero for real, existe a possibilidade de que ela possa ser aproveitada como uma fonte de energia ou ser aproveitada para gerar uma força propulsora para viagens espaciais .

Nova propulsão para viagens espaciais A hélice ou o motor a jato de uma aeronave empurra o ar para trás para impulsionar a aeronave para frente. A hélice de um navio ou barco faz a mesma coisa com a água. Na Terra, sempre há ar ou água disponíveis para empurrar. Mas um foguete no espaço não tem nada contra o que empurrar e, portanto, precisa carregar propelente para ejetar no lugar de ar ou água. Conforme o propelente dispara para trás, o foguete reage movendo-se para frente. O problema fundamental é que um foguete de espaço profundo teria que começar com todo o propelente de que precisaria. Isso resulta rapidamente na necessidade de carregar mais e mais propelente apenas para impulsionar o propelente. O avanço necessário para viagens no espaço profundo é superar a necessidade de carregar propelente. Como alguém pode gerar uma força propulsora sem carregar e ejetar propelente?

Uma possibilidade pode envolver um tipo de força de Casimir. A força de Casimir é uma atração entre placas metálicas paralelas que agora foi bem medida. Pode ser atribuída a um desequilíbrio minúsculo na energia do ponto zero entre as placas e a energia do ponto zero fora das placas. Isso não é útil atualmente para propulsão, pois apenas puxa as placas juntas. Se, no entanto, alguma variação assimétrica da força de Casimir pudesse ser encontrada, alguém poderia usá-la para navegar pelo espaço como se impulsionado por um tipo de vento de flutuação quântica. Isso é pura especulação no momento.

O outro requisito para a viagem espacial é energia. Um experimento mental publicado pelo físico Robert Forward em 1984 demonstrou como a força Casimir poderia, em princípio, ser usada para extrair energia do vácuo quântico. Estudos teóricos no início dos anos 1990 verificaram que isso não era contraditório às leis da termodinâmica (porque a energia do ponto zero é diferente de um reservatório térmico de calor). Infelizmente, o processo Forward não pode ser ciclado para produzir uma extração contínua de energia. Um motor Casimir seria aquele cujos cilindros poderiam disparar apenas uma vez, após o que o motor se torna inútil.

O Princípio da Incerteza de Heisenberg A base da energia do ponto zero é o princípio da incerteza de Heisenberg , uma das leis fundamentais da física quântica. De acordo com esse princípio, quanto mais precisamente se mede a posição de uma partícula em movimento, como um elétron, menos exata será a melhor medição possível de seu momento (massa vezes velocidade), e vice-versa. A menor incerteza possível de posição vezes momento é especificada pela constante de Planck, h. Existe uma incerteza paralela entre medições envolvendo tempo e energia. Essa incerteza mínima não se deve a nenhuma falha corrigível na medição, mas reflete uma imprecisão quântica intrínseca na própria natureza da energia e da matéria.

Uma ferramenta útil de cálculo em física é o oscilador harmônico ideal: uma massa hipotética em uma mola perfeita movendo-se para frente e para trás. O princípio da incerteza de Heisenberg determina que tal oscilador harmônico ideal — um pequeno o suficiente para estar sujeito às leis quânticas — nunca pode ficar totalmente em repouso, porque esse seria um estado de energia exatamente zero, o que é proibido. Nesse caso, a energia mínima média é metade h vezes a frequência, hf/2.

A Origem da Energia do Ponto Zero A energia do ponto zero é eletromagnética por natureza e é como ondas de rádio comuns, luz, raios X , raios gama e assim por diante. Classicamente, a radiação eletromagnética pode ser retratada como ondas fluindo pelo espaço na velocidade da luz. As ondas não são ondas de nada substancial, mas são ondulações em um estado de um campo teoricamente definido. No entanto, essas ondas carregam energia, e cada onda tem uma direção, frequência e estado de polarização específicos . Isso é chamado de "modo de propagação do campo eletromagnético".

Cada modo está sujeito ao princípio da incerteza de Heisenberg. Isso significa que cada modo é equivalente a um oscilador harmônico. A partir dessa analogia, cada modo do campo deve ter hf/2 como sua energia mínima média. Essa é uma quantidade minúscula de energia, mas o número de modos é enorme e, de fato, aumenta como o quadrado da frequência. O produto da minúscula energia por modo vezes a enorme densidade espacial de modos produz uma densidade de energia de ponto zero teórica muito alta por centímetro cúbico.

A partir dessa linha de raciocínio, a física quântica prevê que todo o espaço deve ser preenchido com flutuações eletromagnéticas de ponto zero (também chamadas de campo de ponto zero), criando um mar universal de energia de ponto zero. A densidade dessa energia depende criticamente de onde na frequência as flutuações de ponto zero cessam. Como se pensa que o próprio espaço se quebra em um tipo de espuma quântica em uma pequena escala de distância chamada escala de Planck (10 − 33 centímetros), argumenta-se que as flutuações de ponto zero devem cessar em uma frequência de Planck correspondente (10 43 hertz). Se esse for o caso, a densidade de energia de ponto zero seria 110 ordens de magnitude maior do que a energia radiante no centro do Sol .

Inércia, Gravitação e Energia do Ponto Zero Trabalhos teóricos da década de 1990 sugerem uma conexão tentadora entre inércia e energia do ponto zero. Quando um passageiro em um avião se sente empurrado contra seu assento enquanto o avião acelera na pista, ou quando um motorista se sente empurrado para a esquerda quando seu carro faz uma curva fechada para a direita, o que está fazendo o empurrão? Desde a época do físico e matemático inglês Isaac Newton (1642-1727), essa sensação de empurrão tem sido atribuída a uma propriedade inata da matéria chamada inércia. Em 1994, foi descoberto um processo pelo qual as flutuações do ponto zero poderiam ser a fonte do empurrão que se sente ao mudar de velocidade ou direção, sendo ambas formas de aceleração. As flutuações do ponto zero podem ser a causa subjacente da inércia. Se for esse o caso, então as pessoas estão realmente sentindo a energia do ponto zero a cada movimento que fazem. A energia do ponto zero seria a origem da inércia, portanto a causa da massa.

O princípio da equivalência exigiria uma conexão análoga para a gravitação. A teoria geral da relatividade do físico americano nascido na Alemanha Albert Einstein explica com sucesso os movimentos de objetos em queda livre em geodésicas (a menor distância entre dois pontos no espaço-tempo curvo ), mas não fornece um mecanismo para gerar uma força de reação para objetos quando eles são forçados a se desviar de trilhas geodésicas. Um estudo teórico patrocinado pela Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço demonstrou que um objeto passando por aceleração ou um mantido fixo em um campo gravitacional experimentaria o mesmo tipo de padrão assimétrico no campo de radiação do ponto zero, a assimetria produzindo a força de reação de inércia ou peso, respectivamente. O peso que se mede em uma balança seria devido à energia do ponto zero.

A possibilidade de que a energia eletromagnética do ponto zero possa estar envolvida na produção de forças inerciais e gravitacionais abre a possibilidade de que tanto a inércia quanto a gravitação possam algum dia ser controladas e manipuladas. Imagine ser acelerado de zero à velocidade da luz em uma fração de segundo sem experimentar nenhuma força G devastadora . Tal possibilidade, semelhante à ficção científica, poderia algum dia se tornar real e ter um impacto profundo na propulsão e nas viagens espaciais.

Bibliografia

https://www.encyclopedia.com/science/news-wires-white-papers-and-books/zero-point-energy

Haisch, Bernard, Alfonso Rueda e HE Puthoff. "Inércia como uma força de Lorentz de campo de ponto zero." Physical Review A 49 (1994):678-694.

Rueda, Alfonso e Bernard Haisch. "Contribuição para a massa inercial pela reação do vácuo ao movimento acelerado." Foundations of Physics 28 (1998):1,057-1,108.

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