Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/29453

Type: Tese
Title: The Warp Drive: Superluminal Travel within General Relativity
Author(s)/Inventor(s): Pereira, Osvaldo Luiz dos Santos
Advisor: Ribeiro, Marcelo Byrro
Co-advisor: Abreu, Everton Murilo Carvalho de
Abstract: Em 1994, Miguel Alcubierre propôs que a conhecida limitação da relatividade especial segundo a qual partículas não podem viajar a velocidades superiores à velocidade da luz pode ser contornada quando tais viagens são consideradas globalmente dentro de estruturas específicas da relatividade geral, utilizando uma região deformada do espaço-tempo na forma de uma bolha que transporta partículas com massa, viajando através do espaço-tempo a velocidades superluminais. Embora os resultados iniciais tenham indicado que este cenário seria não físico, uma vez que pareceria exigir densidade de massa-energia negativa, análises teóricas recentes sugerem que essa situação não física pode nem sempre ser verdadeira. Esta tese apresenta soluções recentemente encontradas para as equações de campo de Einstein considerando as métricas de espaço-tempo da propulsão de dobra de Alcubierre. A premissa central é o estudo da matéria fluida como fonte da gravidade, em vez das fontes mais comuns de vácuo ou energia negativa, para explorar o potencial de gerar velocidades superluminais, ou warp speeds, através de uma região deformada no espaço-tempo. Tais soluções são dotadas de várias fontes de matéria-energia, a saber, partículas de poeira, fluido perfeito, fluido quase perfeito com pressões anisotrópicas, poeira carregada e um fluido perfeito dentro de um espaço-tempo com constante cosmológica.
Abstract: In 1994, Miguel Alcubierre proposed that the well-known special relativistic limitation that particles cannot travel with velocities higher than light speed can be bypassed when such trips are considered globally within speci_c general relativistic frameworks, using a warped region of spacetime in the shape of a bubble that transports particles with mass traveling through spacetime with superluminal speed. Although initial results indicated this scenario as nonphysical, since it would seem to require negative mass-energy density, recent theoretical analyses suggest that such a nonphysical situation may not always be true. This thesis presents newfound solutions for the Einstein field equations, considering the Alcubierre warp drive spacetime metrics. The central premise is to study the fluid matter as the gravity source, rather than the more common vacuum or negative energy sources, to explore the potential for generating superluminal velocities, or warp speeds, through a warped region in the spacetime. Such solutions have various matter-energy sources: dust particles, perfect fluid, quasi-perfect fluid with anisotropic pressures, charged dust, and a perfect fluid within a cosmological constant spacetime. A connection between some of these solutions featuring shock waves described by a Burgers-type equation with a term on the right-hand side of the equation purely dependent on time is also shown. This could mean warp drives are closely related to vacuum energy and possibly have topological effects such as shock waves.
Keywords: Dobra espacial
Métrica de Alcubierre
Poeira
Fluido perfeito
Fluido anisotrópico
Ondas de choque
Warp drive
Alcubierre warp drive metric
Dust
Perfect fluid
Anisotropic fluid
Shock waves
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Física
Production unit: Instituto de Física
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: 15-Aug-2025
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Física

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