en el universo de Star Trek, la humanidad se aventura a la galaxia el 5 de abril de 2063 con el primer viaje en una nave capaz de viajar más rápido que la luz. El recién inventado ‘impulso warp’ no solo permite a los humanos explorar el cosmos, sino que atrae la atención de los vulcanos y provoca nuestro primer contacto con una especie alienígena.,
han pasado 54 años desde que nos presentaron por primera vez a la empresa, y muchas de las tecnologías futuristas de Star Trek se han inventado desde entonces, desde comunicadores portátiles hasta traductores universales. Warp drive es la siguiente opción obvia: la Voyager 1, que ha viajado más lejos de la tierra que cualquier nave espacial, tardó casi 35 años en abandonar el Sistema Solar. No es exactamente útil para viajes interestelares.
afortunadamente para la humanidad, los físicos teóricos han estado trabajando en ello., En mayo de 2020, El científico de la NASA Harold «Sonny» White publicó un informe interno de viabilidad sobre la tecnología desde el punto de vista de la «planificación temprana de la misión».,
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La primera teoría científica de warp drive surgió en 1994, cuando el físico Miguel Alcubierre utilizó la teoría de la relatividad general de Einstein para desarrollar un marco que permitiera viajar más rápido que la luz dentro de los confines de las leyes de la física., La clave que lo hace posible es que, técnicamente, la nave en sí no viaja más rápido que la luz.
«lo que warp drive está haciendo es básicamente decir que no hay ninguna ley de la física que diga que el espacio-tiempo en sí no puede ir más rápido que la velocidad de la luz», dice la Dra. Erin Macdonald, astrofísica y consultora científica de Star Trek.
«así que el concepto de warp drive es decir, muy bien, tomemos nuestra nave, construyamos una burbuja de espacio-tiempo a su alrededor, y entonces tendremos que impulsarnos más rápido que la velocidad de la luz», dice., Es similar a la idea de un coche de carreras que conduce a bordo de un tren: alguien de pie junto a las vías vería el coche viajar mucho más rápido que su velocidad máxima.
de acuerdo con la relatividad General, el universo es una hoja plana del espacio-tiempo que está deformada por cualquier objeto con masa. «Pensamos en la bola de bolos en el trampolín y esa bola de bolos sumerge el trampolín hacia abajo», dice Macdonald, » y eso es lo que la masa hace al espacio-tiempo.»Esta distorsión del espacio-tiempo es lo que experimentamos como gravedad.,
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La unidad Alcubierre utiliza el mismo concepto. La ‘burbuja’ que rodea la nave es un área del espacio-tiempo que se comprime delante de la nave y se expande detrás de ella. Al igual que con la gravedad, se podría crear esta distorsión utilizando una gran cantidad de masa. Alternativamente, gracias a E = mc2 de Einstein (la energía es igual a la masa, multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado), se podría utilizar igualmente una gran cantidad de energía.,
dentro de la burbuja, el espacio-tiempo es completamente plano, lo que significa que los viajeros del espacio no notarían ningún efecto extraño y relativista. El resultado es que la burbuja del espacio-tiempo se lanza a través del universo, con los viajeros sentados cómodamente dentro de su nave, el velocímetro sigue leyendo el mismo número.
desafortunadamente, en realidad crear una unidad warp es aún más difícil de lo que parece. «Hay que tener una cantidad muy, muy grande de energía», dice José Natário, Profesor Asociado en matemáticas en el Instituto Superior Técnico de la Universidad de Lisboa.,
«para tener la deformación que necesitas para que este tipo de cosas funcionen, necesitarías mucha, mucha más energía que el sol o la galaxia», dice. «Pero también, es energía negativa.»
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La energía negativa no es algo que podamos crear actualmente, ciertamente no en las cantidades necesarias para alimentar un motor warp. ¿Cómo podría la energía ser negativa?,
una forma de pensarlo es considerar una partícula con masa negativa. Estas partículas reaccionarían a la gravedad de la manera exactamente opuesta a las partículas de masa positiva. En lugar de ser arrastrados hacia un planeta o estrella, serían desechados.
«Si tuviéramos algún tipo de componente como ese donde tuviéramos una masa negativa, lo que sea que mantenga esa masa unida sería esa energía negativa», dice Macdonald.
Este no es un problema que desaparezca con el refinamiento de la idea, ya sea: Natário demostró matemáticamente que cualquier forma de impulso warp requerirá energía negativa.,
Joseph Agnew es un estudiante graduado de la Universidad de Alabama En Huntsville cuyo trabajo de pregrado sobre warp drive fue publicado en la revista AIAA. Él piensa que más investigación en los fundamentos de la física es el camino a seguir para el impulso warp.
«Un estudio experimental adicional de las ondas gravitacionales naturales y tal vez un estudio sobre el intento de generar ondas gravitacionales artificiales realmente avanzaría la comprensión de la gravedad y, por lo tanto, del espacio-tiempo y de toda la ciencia conectada», dice Agnew.,
Natário cree que hay un problema aún mayor con el concepto de la unidad Alcubierre. Imagina un avión supersónico viajando más rápido que la velocidad del sonido. No se oye el avión hasta que ya ha pasado, porque las ondas sonoras no pueden mantener el ritmo. La unidad warp experimenta el mismo efecto con las ondas de luz, lo que significa que no hay manera de enviar un mensaje delante de usted.,
«Lo llamo el problema’ necesitas uno para hacer uno'», dice Natário. ¿Cómo se crea la geometría espacio-temporal deformada alrededor de su nave? En primer lugar, tendría que enviar una señal por delante de usted para ‘decir’ espacio-tiempo a la deformación, dice Natário. «Para que vaya más rápido que la luz, necesitas algo que vaya más rápido que la luz para empezar, de modo que puedas comunicarte fuera del horizonte.»
estos dos problemas, combinados con el ligero problema de que los viajeros serían bombardeados con una radiación de energía increíblemente alta, son la caída de warp drive, cree Nátario., «La conclusión es, en mi opinión, que es completamente imposible», dice.
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Agnew es más optimista. «Muchos de estos conceptos teóricos de transporte espacial se basan ampliamente en una comprensión profunda de la gravedad y el espacio-tiempo, lo cual no es el caso actualmente», dice.
«todavía no veo ninguna forma en que podamos decir, con absoluta certeza, que ‘nunca sucederá en un millón de años’., En caso de duda, la historia dicta que es mejor equivocarse del lado del optimismo cauteloso y científico.»
Macdonald, también es optimista. «Soy una eterna optimista con esto porque quiero unirme a la Flota Estelar», dice. «La forma en que pienso en ello es como si nunca supiéramos lo que va a venir por el tubo con una especie de estos extraños, exóticos, divertidos experimentos de pensamiento.
» estoy de acuerdo en esta etapa, ahora mismo, es un divertido experimento mental. Pero eso no es para excluir algún descubrimiento masivo que pueda suceder que no podamos predecir.,»
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