Antigravidade: Ondas de som têm massa negativa

Redação do Site Inovação Tecnológica -  05/04/2019

Os mesmos fônons envolvidos na massa das ondas sonoras podem explicar como o calor pode ser manipulado como se fosse luz.[Imagem: Martin Maldovan]

Massa das ondas sonoras

As ondas sonoras são uma forma de antigravidade porque têm massa negativa.

Esta é a conclusão impressionante de um trio de físicos teóricos dos EUA, Itália e Suíça.

"Nós demonstramos que, de fato, as ondas sonoras carregam massa - em particular, massa gravitacional. Isto implica que uma onda sonora não só é afetada pela gravidade, mas também gera um minúsculo campo gravitacional, um aspecto não apreciado até agora. Nossas descobertas são também válidas para meios não-relativísticos, e podem ter implicações experimentais intrigantes," disse Angelo Esposito, da Universidade de Colúmbia, nos EUA.

A teoria assume condições newtonianas, o que significa dizer que o efeito não está relacionado à teoria quântica ou à equivalência de energia e massa conhecidas da relatividade. Em outras palavras, mesmo ignorando a relatividade geral, que associa energia e massa, as ondas sonoras continuam transportando uma pequena quantidade de massa, de acordo com a teoria.

Isto ocorre graças aos fônons, unidades quânticas das ondas de som, que interagem com um campo gravitacional de uma forma que "exige" que elas transportem massa à medida que se movem.

Para uma onda sonora de 1 watt e duração de 1 segundo viajando na água, por exemplo, a quantidade de massa seria de cerca de 0,1 miligrama. "É simplesmente uma fração da massa total do sistema que viaja com a onda, sendo deslocada de um lugar para outro," disse Esposito.

Em termos mais gerais, os cálculos indicam que, para ondas sonoras comuns na maioria dos materiais, a massa transportada é igual à energia da onda sonora multiplicada por um fator que depende da velocidade do som e da densidade de massa do meio.

Também ainda não se sabe se os átomos de antimatéria caem para cima ou para baixo. [Imagem: Chukman So]

Antigravidade

O mais intrigante é que a massa transportada pelas ondas sonoras revela-se negativa. Quando as ondas sonoras entram em um material, elas fazem uma "sangria", uma depleção de massa, e não uma adição de massa. Assim, ondas sonoras em um campo gravitacional devem flutuar um pouco para cima, como um objeto flutuante na água - uma espécie de antigravidade.

Os três pesquisadores não têm ainda uma explicação física clara dos seus resultados matemáticos. "Nós temos confiança nos resultados porque a matemática que descreve sólidos e fluidos é muito semelhante. Mas tentar interpretar esses resultados no nível microscópico para sólidos é atualmente confuso," disse Alberto Nicolis.

De fato, explicar como a massa flui parece razoável nos líquidos, onde uma parte das partículas do meio pode viajar na direção contrária ao movimento da onda sonora. Mas como isso pode ocorrer nos sólidos é algo ainda aberto à imaginação.

Mas o trio afirma que sua teoria deve ser testável em experimentos com átomos ultrafrios, ou possivelmente em observações de terremotos, que geram fortes ondas sonoras através da crosta terrestre - a massa associada a elas pode chegar a 100 bilhões de quilogramas, o que poderia ser registrado em sensores sensíveis de monitoramento gravitacional.

Bibliografia:

Gravitational Mass Carried by Sound Waves
Angelo Esposito, Rafael Krichevsky, Alberto Nicolis
Physical Review Letters
Vol.: 122, 084501
DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.084501