Si de alguna manera fuera posible generar y dirigir ondas gravitacionales a voluntad, ¿podrían usarse para producir gravedad artificial?

La forma en que sabemos generar ondas de gravedad implica múltiples agujeros negros de masa solar, genera una oscilación “izquierda-derecha” en cuadratura y produce una transferencia de momento angular … llevando tanto el momento de masa como el angular. Entonces, “ No. Sería más fácil simplemente ensamblar la masa y la geometría necesarias para generar el campo deseado. Mejor aún, simplemente gire un hábitat / nave, para que no tenga que mover fracciones de una masa de la Tierra entre lugares “.

Viktor T. Toth, ¿cómo se transmite la energía a través de microondas? ¿Cómo se cargan los teléfonos de forma inalámbrica? ¿Cómo convierte un motor eléctrico un campo magnético cambiante, en un campo eléctrico aparente, para que el motor entregue energía? ¿Cómo es que las ranas son levitadas, solo por un campo magnético? Tu analogía es defectuosa. Algo muy cercano a lo que pregunta el OP, se hace con EM.

Bien, permítanme hacer una pregunta exactamente análoga en electromagnetismo: si de alguna manera fuera posible generar y dirigir ondas electromagnéticas a voluntad, ¿podrían usarse para producir campos electrostáticos artificiales?

Y la respuesta es no. La luz no lleva carga, y no cambia la carga de un objeto.

La respuesta de Viktor es demasiado simplista; la analogía no es perfecta porque los fotones (las partículas del electromagnetismo) no llevan carga eléctrica o magnética, pero hasta donde podemos decir, los gravitones (las partículas hipotéticas de la gravedad) deberían tener masa. Esta es una razón por la cual las teorías de la gravedad cuántica parecen no ser renormalizables; la gravedad hace (un poco) más gravedad, por lo que la teoría no es lineal. Entonces, en ese sentido, técnicamente, sí, si genera ondas gravitacionales, en teoría es lo mismo que generar gravitones, que tienen masa, por lo que produciría una pequeña cantidad de gravedad.

Pero, por supuesto, se necesita mucha energía ([matemáticas] E = mc ^ 2 [/ matemáticas]) para producir esa masa. Puede obtener el mismo efecto más fácilmente simplemente creando un campo eléctrico o magnético muy intenso. En el rango giga-Tesla, la densidad de energía de estrés de un campo magnético es mayor que la del plomo sólido, por lo que debería generar una gravedad similar. Y sería mucho más fácil limitar ese campo (las ondas de gravedad se escaparán y no se pueden detener), y también será mucho más fácil recuperar la energía cuando lo apagues.

La manipulación de las ondas en sí, no realmente, porque eso no es lo que hacen las ondas gravitacionales. Las ondas son fluctuaciones, por lo que no pueden dar lugar a una gravedad estable.

Dicho esto, con el tipo de tecnología que usarías para hacer esas ondas gravitacionales, creo que es teóricamente posible que la misma tecnología esencialmente sea ​​la que resulte en la gravedad artificial.

Esa es una de esas “en teoría” pero nunca en la realidad. Las ondas gravitacionales llevan impulso, por lo que, en teoría, podrían usarse para impulsar algo. Pero considere las ondas gravitacionales detectadas por LIGO. La primera irradiaba, en ondas gravitacionales, tres masas solares de energía, más potencia que la radiación de luz de todas las estrellas en el universo observable.

Primera observación de ondas gravitacionales – Wikipedia

Y movió los detectores LIGO menos del diámetro de un protón. Es cierto que estaba a 1.300 millones de años luz de distancia. Pero si se hubiera irradiado luz, no habría necesitado un instrumento para detectarlo.

“Si de alguna manera fuera posible generar y dirigir ondas gravitacionales a voluntad”

¿Quieres decir como lo hacemos con las ondas electromagnéticas?

“… ¿podrían ser utilizados para producir gravedad artificial?”

Sí, de la misma manera que hacemos campos eléctricos estáticos a partir de ondas electromagnéticas. Para hacerlo, primero tendríamos que descubrir o inventar un “rectificador gravitacional”.

Esto se debe a que, al igual que las ondas electromagnéticas, las ondas gravitacionales soportan fuerzas atractivas y repulsivas. Deje que una antena capture algunas ondas electromagnéticas y las dirija a un rectificador, y las partes atractivas y repulsivas se separarán, lo que dará como resultado un campo que no cambia de dirección. (Cambiará la amplitud, por lo que existen condensadores de suavizado y otros componentes con funciones similares).

Sin embargo, solo podemos hacer rectificadores porque existen muchos materiales que admiten campos eléctricos en diferentes direcciones de forma selectiva. Hasta ahora no hemos encontrado ninguna forma de materia que afecte los campos gravitacionales de manera diferente a cualquier otra forma de materia.

Es por eso que no podemos hacer el equivalente de muchos componentes eléctricos u ópticos para campos gravitacionales u ondas.

Si encontramos tales materiales podríamos. Sin embargo, hay otro inconveniente. Podemos generar y manipular el campo electromagnético con tanta facilidad y delicadeza porque la estructura de la materia se presta para ser manipulada tan fácilmente. Viene en dos cargas opuestas que se pueden separar fácilmente: ocurre de forma natural cuando el viento sopla sobre el suelo y causa un rayo. La química nos da baterías que pueden alimentar a los malditos autos. Pero la materia solo viene en una “polaridad” de masa gravitacional de “carga” AKA.

Además, los efectos del campo electromagnético son de diez a cuarenta y tres potencias más fuertes que los del campo gravitacional.

Entonces, para generar campos gravitacionales de la misma manera que lo hacemos con las antenas, necesitamos poder mover enormes cantidades de masa de un lado a otro muy rápidamente. No solo masas individuales, sino matrices de tal masa para generar ondas gravitacionales direccionables.

Todavía no sabemos cómo hacerlo.

Otra opción podría ser metamateriales. Sabes sobre eso, ¿verdad? Son conjuntos de formas conductoras asimétricas que hacen cosas diferentes a los fotones que los impactan desde diferentes direcciones. Pueden tener un índice de refracción negativo y todo tipo de otras propiedades que nunca se sabe que tenga materia “natural” ordinaria. Me parece que matrices similares, hechas de materia extremadamente densa, posiblemente podrían rectificar el paso de ondas gravitacionales.

¿Tienes algunos miles de millones de dólares para arrojar a algunos experimentos de prueba de concepto?

No directamente. Las ondas gravitacionales se alternan en el tiempo, por lo que un objeto expuesto a ellas siente una gravedad positiva verticalmente y una gravedad negativa horizontalmente, y estos roles oscilan a la frecuencia de la onda. Si se puede hacer una analogía con la onda electromagnética, para producir gravedad también necesitamos un “diodo gravitacional” para rectificar estas ondas.