Antigravidade
A antigravidade é o conceito de uma força que se oporia exatamente à força da gravidade. Sob as leis conhecidas da física, a antigravidade não é possível. Medições experimentais descartam a repulsão entre o anti-hidrogênio e a massa da Terra.
Sob as leis da relatividade geral, a antigravidade é impossível, exceto sob circunstâncias artificiais. Sob essa teoria e a física de partículas, a gravidade é massa-energia, uma quantidade que se acredita ser sempre positiva. É sempre atrativa e nunca repulsiva. Durante o final do século XX, a NASA forneceu financiamento para o Programa de Física de Propulsão Inovadora (BPP) de 1996 a 2002. Este programa estudou uma série de projetos "excêntricos" para propulsão espacial que não estavam recebendo financiamento através dos canais universitários ou comerciais normais. Conceitos semelhantes à antigravidade foram listados em "abordagens categorizadas como inviáveis", uma vez que o estudo não encontrou evidências de forças do tipo antigravidade. Tantas propostas inadequadas foram submetidas que a NASA desenvolveu um guia de triagem para os revisores.
As tentativas de entender por que a gravidade é unicamente uma força atrativa remontam pelo menos a James Clerk Maxwell no final do século XIX. Ele notou que a existência de cargas opostas no eletromagnetismo era a raiz de sua diferença fundamental em relação à gravidade. Com a descoberta da relatividade geral e o surgimento da física de partículas no século XX, essa diferença pareceu ainda mais fundamental. A "carga" na teoria da gravidade é a massa-energia, uma quantidade que se acredita ser sempre positiva. Assim, a gravidade parecia ser sempre atrativa e nunca repulsiva. Duas possíveis exceções significativas surgiram, no entanto – na física quântica e em escalas cosmológicas.
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.: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. Como a antimatéria é extremamente rara, permaneceu a possibilidade de que a repulsão entre a matéria e a antimatéria levasse à antigravidade.:224
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. 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.
Houve uma série de estudos, tentativas de construir dispositivos de antigravidade e um pequeno número de relatos de efeitos do tipo antigravidade na literatura popular e científica. Nenhum dos exemplos que se seguem são aceitos como exemplos reprodutíveis de antigravidade.
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.
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. 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. 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.
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. Nenhum teste independente ou demonstração pública desses dispositivos é conhecido.
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. Muitos estudos tentaram reproduzir o experimento de Podkletnov, sempre com resultados negativos. 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. 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.
O Instituto de Pesquisa da Gravidade da Fundação Científica Göde tentou reproduzir muitos dos diferentes experimentos que alegam quaisquer efeitos de "antigravidade". Todas as tentativas deste grupo de observar um efeito de antigravidade reproduzindo experimentos passados não tiveram sucesso até o momento. A fundação ofereceu uma recompensa de um milhão de euros por um experimento de antigravidade reprodutível.
