Investigadores diseñan el primer motor de curvatura que viaja a la velocidad de la luz
El motor de curvatura es una forma, por ahora teórica, de propulsión superlumínica nacida en el universo creado por la ficción de Star Trek. Este empuje permitiría propulsar una nave espacial a una velocidad equivalente a la velocidad de la luz, mientras se evitan los problemas asociados con la dilatación relativista del tiempo. La propulsión se basa en curvar o distorsionar el espacio-tiempo, de tal manera que permita a la nave acercarse al punto de destino.
La conclusión de que el motor de curvatura podría llegar a ser una realidad es parte de un estudio publicado en la revista Classical and Quantum Gravity. La investigación fue realizada por un grupo de Applied Physics, quien se especializa en asesorar gobiernos y empresas en cuestiones científicas y tecnológicas. Uno de los autores, Alexey Bobrick, explica que en el campo de la ciencia muchos conocen el motor de Alcubierre. Aunque son pocos los que consideran que los impulsos de curvatura pueden llegar a ser posibles en el mundo real debido a la necesidad de utilizar energía negativa.
Idea principal de Alcubierre
El propulsor, por ahora teórico, está basado en la idea propuesta hace más de 20 años por el físico mexicano Miguel Alcubierre, quien ha respaldado la investigación de Applied Physics.
Fue en 1994 cuando el físico publicó en la misma revista una ingeniosa solución a las ecuaciones de la Teoría General de la Relatividad. En ese entonces, la idea conocida como «métrica de Alcubierre» permitía a una nave espacial viajar a más de 300.000 km/s. Lo que significaba a una mayor velocidad que la luz, sin violar ninguna ley de la Física.
Sin violar las leyes de la Física
La «métrica de Alcubierre» decía que la nave debía viajar en el interior de una burbuja de deformación espacio-tiempo para poder lograr esta velocidad. Detrás de la nave, el espacio-tiempo se estiraría, empujando la burbuja, mientras que delante de ella se encogería, colocando el objetivo cada vez más cerca. Dentro de la burbuja la nave permanecería inmóvil en un espacio plano no deformado. Así no violaría la ley que impide viajar más deprisa que la luz.
Alcubierre explicaba que la nave sería transportada por la burbuja a velocidades superlumínicas. Pero sería el espacio, y no la nave, el que se movería con sus repetidas dilataciones y contracciones. La relatividad prohíbe que cualquier objeto viaje a mayor velocidad que la luz a través del espacio tiempo, pero no dice nada sobre cuál es la velocidad máxima que puede alcanzar el propio espacio tiempo.
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| Este empuje permitiría propulsar una nave espacial a una velocidad equivalente a varios múltiplos de la velocidad de la luz |
Era necesaria la energía negativa
Con esta idea, el físico mexicano daba un primer paso hacia el famoso motor de curvatura de la serie Star Trek, que además inspiró su trabajo. Sin embargo, el problema surgía porque para crear la burbuja de deformación espacio-tiempo se necesitaba materia con densidad negativa para obtener energía negativa, que no existe, y así proporcionar el impulso. Cuanta más energía negativa haya en la burbuja, mayor sería su velocidad de propagación, que superaría fácilmente la de la luz.
Por esta razón, el modelo de Alcubierre quedaba sin efecto, y la comunidad de físicos descartó el motor de curvatura durante muchos años. Con esta falta de energía negativa la humanidad nunca llegaría a construir sistemas de propulsión basados en la deformación del espacio-tiempo. Incluso la NASA llevaba desde 2012 intentando diseñar unidades de deformación física en los laboratorios Eagleworks del Centro Espacial Johnson, en Houston, Texas, pero sin éxito.
La NASA lo intentó con un prototipo similar
Entre 2012 y 2017, la NASA presentó su diseño de un prototipo de nave similar a la de Star Trek. Dijeron que podría hacer de los viajes interestelares una realidad. El desarrollo lo asumió el investigador Harold White, conocido por sugerir que viajar más rápido que la luz es posible.
White, quien se basó en la teoría de Alcubierre, señaló en ese momento que el uso del empuje «Warp» permitiría propulsar una nave espacial a una velocidad equivalente a varios múltiplos de la velocidad de la luz. La Enterprise de Star Trek emplea este mismo tipo de motor, así que según el científico, se comportaría igual que la de la serie. Además, el aspecto exterior también estaba basado en la famosa nave de la saga.
Pero la investigación de la NASA era solo una pequeña escala y estaba a años luz de distancia de cualquier tipo de motor que podría construirse en una nave espacial como la Enterprise. La principal limitación era la misma de Alcubierre: la energía.
Encuentran la solución
Tuvo que llegar el año 2021 para que el equipo de investigadores de Applied Physics descubrieran cómo evitar el problema de la energía negativa.
Bobrick aseguró que el grupo siempre fue en una dirección diferente a la de la NASA y otros investigadores, y que su investigación ha demostrado que en realidad existen varios tipos más de impulso de curvatura en la Relatividad General. Los investigadores formularon nuevas clases de soluciones de impulso de curvatura que no necesitan energía negativa y que, por lo tanto, pueden darse en el mundo físico.
El motor de curvatura propuesto por los investigadores, por supuesto, no puede superar la velocidad de la luz, pero casi. Al menos en teoría puede construirse basándose en los principios físicos conocidos hasta hoy por la humanidad. Sin embargo, queda demostrado que todas las críticas al famoso motor de Alcubierre son irrelevantes. Existe toda una variedad de otras unidades de curvatura que son físicas, y que pueden usarse.
El equipo de Applied Physics ha demostrado que la mecánica de campo de curvatura no está muerta antes de nacer, sino que es una ciencia física y viable que seguirá avanzando con el tiempo, y quién sabe, podría llegar a ser algo más allá que una teoría.
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