Es difícil vivir en un universo relativista, donde incluso las estrellas más cercanas están tan lejos y la velocidad de la luz es absoluta. No es de extrañar entonces por qué las franquicias de ciencia ficción emplean habitualmente FTL (Faster-than-Light) como un dispositivo de trama.
Presione un botón, presione un pétalo, y ese elegante sistema de accionamiento, cuyo funcionamiento nadie puede explicar, nos enviará a otra ubicación en el espacio-tiempo.
Sin embargo, en los últimos años, la comunidad científica se ha vuelto comprensiblemente entusiasmada y escéptica sobre las afirmaciones de que un concepto particular, el Alcubierre Warp Drive, podría ser realmente factible.
Este fue el tema de una presentación realizada en el Foro de Propulsión y Energía del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica de este año , que tuvo lugar del 19 al 22 de agosto en Indianápolis.
Esta presentación fue realizada por Joseph Agnew, un ingeniero universitario y asistente de investigación de la Universidad de Alabama en el Centro de Investigación de Propulsión (PRC) de Huntsville.
Como parte de una sesión titulada «El futuro de la propulsión nuclear y revolucionaria», Agnew compartió los resultados de un estudio que realizó titulado «Un examen de la teoría y la tecnología de la urdimbre para determinar el estado del arte y la viabilidad».
Como Agnew explicó a un auditorio repleto, la teoría detrás de un sistema de propulsión de urdimbre es relativamente simple.
Originalmente propuesto por el físico mexicano Miguel Alcubierre en 1994, este concepto para un sistema FTL es visto por el hombre como una solución altamente teórica (pero posiblemente válida) para las ecuaciones de campo de Einstein, que describen cómo interactúan el espacio, el tiempo y la energía en nuestro Universo.
En términos simples, el Alcubierre Drive logra el viaje FTL estirando la estructura del espacio-tiempo en una ola, haciendo que el espacio por delante se contraiga mientras el espacio detrás de él se expande.
En teoría, una nave espacial dentro de esta ola podría montar esta «burbuja de distorsión» y alcanzar velocidades más allá de la velocidad de la luz. Esto es lo que se conoce como la «métrica de Alcubierre».
Interpretado en el contexto de la Relatividad General , el interior de esta burbuja de urdimbre constituiría el marco de referencia inercial para cualquier cosa dentro de ella. Del mismo modo, tales burbujas pueden aparecer en una región previamente plana del espacio-tiempo y exceder la velocidad de la luz.
Como la nave no se mueve a través del espacio-tiempo (sino que se mueve a sí misma), los efectos relativistas convencionales (como la dilatación del tiempo) no se aplicarían.
En resumen, la métrica de Alcubierre permite viajes FTL sin violar las leyes de la relatividad en el sentido convencional. Como Agnew le dijo a Universe Today por correo electrónico, se inspiró en este concepto desde la escuela secundaria y lo ha seguido desde entonces.
Por supuesto, el concepto Warp Drive requiere soporte adicional y numerosos avances antes de que sea posible la investigación experimental. Estos incluyen avances en términos del marco teórico, así como avances tecnológicos.
Por otro lado, las áreas técnicas deberían tratar de refinar el equipo y procesar tanto como sea posible, haciendo que estas altas densidades de energía sean más plausibles. Creo que existe la posibilidad de que una vez que el efecto pueda duplicarse en una escala de laboratorio, conduzca a una comprensión mucho más profunda de cómo funciona la gravedad, y pueda abrir la puerta a algunas teorías o lagunas aún no descubiertas.
La gran cantidad de energía positiva y negativa necesaria para crear una burbuja de deformación sigue siendo el mayor desafío asociado con el concepto de Alcubierre. Actualmente, los científicos creen que la única forma de mantener la densidad de energía negativa requerida para producir la burbuja es a través de materia exótica. Los científicos también estiman que el requerimiento total de energía sería equivalente a la masa de Júpiter.
Sin embargo, esto representa una caída significativa de las estimaciones de energía anteriores, que afirmaban que tomaría una masa de energía equivalente a todo el Universo. Sin embargo, una cantidad masiva de Júpiter de materia exótica sigue siendo prohibitivamente grande. A este respecto, aún se necesita hacer un progreso significativo para reducir los requisitos de energía a algo más realista.
La única forma previsible de hacerlo es a través de nuevos avances en física cuántica, mecánica cuántica y metamateriales, dice Agnew. En cuanto al aspecto técnico de las cosas, será necesario avanzar más en la creación de superconductores, interferómetros y generadores magnéticos. Y, por supuesto, está la cuestión de la financiación, que siempre es un desafío cuando se trata de conceptos que se consideran «por ahí».
Y dada nuestra creciente preocupación por los exoplanetas (otro campo explosivo de astronomía), no hay escasez de personas que esperan enviar misiones a las estrellas cercanas para buscar planetas potencialmente habitables.