Gravitação da antimatéria

Em 1928, Paul Dirac produziu a primeira teoria da mecânica quântica relativística. A teoria previu com precisão as propriedades do elétron, mas também tem uma segunda solução. Em 1931, Robert Oppenheimer mostrou que a interpretação original de Dirac da segunda solução estava incorreta e Dirac respondeu com uma nova proposta: a segunda solução era um "antielétron" com carga positiva. Dirac também disse que todas as outras partículas deveriam ter uma contraparte de carga oposta. Com a descoberta do pósitron em 1932 e do antipróton em 1955, esse conceito teórico de antimatéria foi fundamentado em evidências empíricas.^[10]:47

A teoria de Dirac não incluía a gravitação e ainda não há uma teoria consistente que combine a mecânica quântica e a relatividade geral. Uma hipotética carga de massa negativa nas equações de Newton ou na relatividade geral é teoricamente consistente, embora nenhuma observação suporte esse conceito.^[11] Como a antimatéria é extremamente rara, permaneceu a possibilidade de que a repulsão entre a matéria e a antimatéria levasse à antigravidade.^[7]:224

Em 1956, a impossibilidade científica da antigravidade já era tema de análise teórica.^[12] Três argumentos mais abrangentes foram publicados logo em seguida.^[7][13] Em 1958, Philip Morrison mostrou que a repulsão por massa implicaria a falha na conservação de energia no campo gravitacional da Terra.^[14]Em 1959, Leonard I. Schiff mostrou que na teoria quântica de campos a contribuição virtual do antielétron para a polarização do vácuo quebraria a equivalência da massa inercial e gravitacional, contrariando os resultados da experiência de Eötvös.^[15] Então, em 1961, Myron L. Good notou que o méson K de vida mais longa é uma superposição de uma partícula e sua antipartícula; se essas duas partículas respondessem diferentemente à gravidade, o méson K de vida longa decairia.^[16] Apesar desses argumentos, novas teorias motivadas por questões na cosmologia e incertezas na física de partículas foram propostas, nas quais a interação gravitacional da matéria e antimatéria poderia ser repulsiva.^[7][13]

Experimentos

As tentativas de medir a força gravitacional em partículas de antimatéria são extremamente desafiadoras. Para partículas de matéria, a equivalência das massas inercial e gravitacional, conhecida como o princípio da equivalência fraco, foi demonstrada com uma precisão de 10⁻¹⁵.^[17] No entanto, a técnica utilizou acelerômetros eletrostáticos diferenciais em um par de massas de teste compostas de titânio e platina, tudo em um satélite em órbita. A produção de átomos de hidrogênio de antimatéria (anti-hidrogênio) requer uma fonte de antiprótons, como um acelerador de partículas, combinada com uma fonte de pósitrons, tornando um experimento de satélite com duas massas impraticável. Em 2023, a quantidade de anti-hidrogênio escapando das partes superior e inferior de uma câmara de vácuo vertical no CERN foi comparada, descartando a gravidade repulsiva entre o anti-hidrogênio e a massa da Terra.^[1]

O gravitador de Thomas Townsend Brown

Em 1921, enquanto ainda estava no ensino médio, Thomas Townsend Brown descobriu que um tubo de Coolidge de alta voltagem parecia mudar de massa dependendo da sua orientação em uma balança. Ao longo da década de 1920, Brown desenvolveu isso em dispositivos que combinavam altas voltagens com materiais com altas constantes dielétricas (essencialmente grandes capacitores); ele chamou tal dispositivo de "gravitador". Brown alegou aos observadores e na mídia que os seus experimentos mostravam efeitos de antigravidade. Brown continuaria o seu trabalho e produziria uma série de dispositivos de alta voltagem nos anos seguintes, em tentativas de vender as suas ideias para empresas de aviação e para as forças armadas. Ele cunhou os nomes efeito Biefeld-Brown e eletrogravítica em conjunto com os seus dispositivos. Brown testou os seus dispositivos de capacitores assimétricos no vácuo, supostamente mostrando que não se tratava de um efeito eletro-hidrodinâmico mais mundano gerado pelo fluxo de íons de alta tensão no ar.

A eletrogravítica é um tópico popular na ufologia, antigravidade, energia livre, entre teóricos da conspiração governamental e sites relacionados, em livros e publicações com alegações de que a tecnologia se tornou altamente classificada no início da década de 1960 e que é usada para alimentar OVNIs e o bombardeiro B-2.^[18] Há também pesquisas e vídeos na internet que supostamente mostram dispositivos capacitores do tipo "lifter" funcionando no vácuo, portanto, não recebendo propulsão do desvio iônico ou vento iônico gerado no ar.^[18][19]

Estudos de acompanhamento sobre o trabalho de Brown e outras alegações foram conduzidos por R. L. Talley em um estudo da Força Aérea dos EUA em 1990, pelo cientista da NASA Jonathan Campbell em um experimento de 2003,^[18] e por Martin Tajmar em um artigo de 2004.^[20][21] Talley tentou medir o efeito em uma câmara de alto vácuo com diferenças de tensão de até 19 kV, mas relatou que nenhuma força foi gerada acima do limite de detecção de 2 × 10⁻⁹ N.^[22] Tajmar e colegas fizeram uma busca abrangente, mas não encontraram efeitos no vácuo com campos elétricos constantes.^[23] A conclusão desses experimentos foi que o efeito observado por Brown era o "vento iônico"; nenhum experimento encontrou evidências de que o empuxo pudesse ser observado no vácuo.^[24]

Gravity Research Foundation

Em 1948, o empresário Roger Babson (fundador do Babson College) formou a Gravity Research Foundation para estudar formas de reduzir os efeitos da gravidade.^[25] Os seus esforços foram inicialmente um tanto "excêntricos", mas eles realizaram conferências ocasionais que atraíram pessoas como Clarence Birdseye, conhecido por seus produtos de alimentos congelados, e o pioneiro dos helicópteros Igor Sikorsky.^{[carece de fontes?]} Com o tempo, a Fundação desviou a sua atenção da tentativa de controlar a gravidade para simplesmente compreendê-la melhor. A Fundação quase desapareceu após a morte de Babson em 1967. No entanto, ela continua a realizar um prêmio de redação, oferecendo prêmios de até US$ 4.000. Até 2017, ainda era administrada a partir de Wellesley, Massachusetts, por George Rideout Jr., filho do diretor original da fundação.^[26] Os vencedores incluem o astrofísico da Califórnia George F. Smoot (1993), que mais tarde ganhou o Prêmio Nobel de Física de 2006, e Gerard 't Hooft (2015), que já havia ganhado o Prêmio Nobel de Física em 1999.^[27]

Dispositivos giroscópicos

Os giroscópios produzem uma força quando torcidos que opera "fora do plano" e podem parecer se levantar contra a gravidade. Embora essa força seja bem compreendida como ilusória, mesmo sob modelos newtonianos, ela tem gerado inúmeras alegações de dispositivos antigravidade e qualquer quantidade de dispositivos patenteados. Nenhum desses dispositivos jamais demonstrou funcionar sob condições controladas, e frequentemente tornaram-se objeto de teorias da conspiração como resultado.

Outro exemplo de "dispositivo rotativo" é mostrado em uma série de patentes concedidas a Henry Wallace entre 1968 e 1974. Os seus dispositivos consistem em discos de latão girando rapidamente, um material constituído em grande parte por elementos com um spin nuclear total semi-inteiro. Ele alegou que, girando rapidamente um disco de tal material, o spin nuclear ficava alinhado e, como resultado, criava um campo "gravitomagnético" de forma semelhante ao campo magnético criado pelo efeito Barnett.^[28][29][30] Nenhum teste independente ou demonstração pública desses dispositivos é conhecido.

Em 1989, foi relatado que um peso diminui ao longo do eixo de um giroscópio girando para a direita.^[31] Um teste desta alegação um ano depois rendeu resultados nulos.^[32] Uma recomendação foi feita para conduzir mais testes em uma conferência da AIP de 1999.^[33]

Acoplamento gravitoelétrico

Em 1992, o pesquisador russo Eugene Podkletnov alegou ter descoberto, enquanto experimentava com supercondutores, que um supercondutor girando rapidamente reduz o efeito gravitacional.^[34] Muitos estudos tentaram reproduzir o experimento de Podkletnov, sempre com resultados negativos.^{[35][36][37][38]}

Douglas Torr, da Universidade do Alabama em Huntsville, propôs como um campo magnético dependente do tempo poderia fazer com que os spins dos íons da rede em um supercondutor gerassem campos gravitomagnéticos e gravitoelétricos detectáveis em uma série de artigos publicados entre 1991 e 1993.^[39][40][41] Em 1999, uma Senhorita Li apareceu na Popular Mechanics, alegando ter construído um protótipo funcional para gerar o que ela descreveu como "Gravidade AC" (AC Gravity). Nenhuma evidência adicional desse protótipo foi oferecida.^[42][43]

Douglas Torr e Timir Datta estiveram envolvidos no desenvolvimento de um "gerador de gravidade" na Universidade da Carolina do Sul.^[44] De acordo com um documento vazado do Escritório de Transferência de Tecnologia da Universidade da Carolina do Sul e confirmado pelo repórter Charles Platt da revista Wired em 1998, o dispositivo criaria um "feixe de força" em qualquer direção desejada e a universidade planejava patentear e licenciar este dispositivo. Nenhuma informação adicional sobre este projeto de pesquisa universitário ou sobre o dispositivo "Gerador de Gravidade" jamais se tornou pública.^[45]