Científicos descubren una burbuja de distorsión espacial

Descubren burbuja de distorsión espacial: un paso más cerca de los viajes más rápidos que la luz

El espacio es vasto. Realmente, muy vasto. Tanto, de hecho, que tomaría más de 73 milenios para que la Voyager 1, el objeto hecho por el hombre más lejano de la Tierra, llegara a la estrella más cercana a nuestro sol, Próxima Centauri, a su velocidad actual de más de 38,000 millas por hora, si se dirigiera en esa dirección desde el principio. En resumen, si alguna vez vamos a encontrar una forma de explorar más allá de nuestro propio sistema solar, necesitamos encontrar una forma de doblar las leyes de la física para hacer posible el viaje más rápido que la luz.

Un equipo de científicos que trabaja con DARPA, incluido el pionero de la propulsión a velocidad de la luz, el Dr. Harold G "Sonny" White, puede haber dado un paso más cerca de esa realidad con el anuncio de que han descubierto una burbuja de distorsión espacial, el elemento fundamental necesario para los viajes más rápidos que la luz en el universo de Star Trek.

Antes de emocionarnos con visiones románticas de los viajes espaciales, dijo el Dr. White, debemos pensar en lo que podríamos hacer con una burbuja de distorsión a microescala, como la que descubrió su equipo, antes de siquiera soñar con lo que podría ser en el futuro. El Dr. White está apasionado por los viajes espaciales, pero dice que necesitamos empezar por lo simple. "Podría haber muchas otras cosas en el camino antes de llegar a eso que podrían tener implicaciones realmente interesantes", dijo.

Índice de Contenido
  1. ¿Qué es una burbuja de distorsión?
  2. Descubriendo una burbuja de distorsión
  3. La pregunta de 299,792,458 m/s: ¿Cuándo habrá primer contacto?

¿Qué es una burbuja de distorsión?

Esta es una noción bastante complicada que involucra una tonelada de matemáticas, pero en su nivel más básico, una burbuja de distorsión es un espacio que se contrae en la parte delantera y se expande en la parte trasera. La contracción/expansión teóricamente empuja la burbuja, y su contenido, hacia adelante a velocidades que superan la de la luz sin violar las leyes de la física: No estás viajando técnicamente más rápido que la luz, estás surfeando una burbuja de espacio condensado.

Las burbujas de distorsión también son importantes porque eliminan un problema importante de los viajes más rápidos que la luz: la dilatación del tiempo. Digamos que lograras viajar más rápido que la luz: todo lo demás fuera de tu nave se aceleraría, lo que significa que ese viaje de tres horas a un planeta tropical agradable podría equivaler a años de tiempo transcurrido en la Tierra. En pocas palabras, si planeas moverte más rápido que la luz siguiendo las leyes conocidas de la física, mejor despídete de todo lo que has amado antes de partir.

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Nuevamente, las burbujas de distorsión resuelven este problema porque el espacio dentro de la burbuja permanece sin cambios, por lo que una hora de viaje a velocidad de la distorsión significaría que solo pasó una hora para todos los demás que no estén actualmente en un bolsillo de espacio de ciencia ficción.

Las burbujas de distorsión fueron durante mucho tiempo el dominio de la ciencia ficción, hasta que el físico teórico Miguel Alcubierre llegó y teorizó su motor de distorsión Alcubierre en 1994, que mantenía la teoría de la relatividad general permitiendo los viajes más rápidos que la luz. El punto en el que se apoyaba era un campo de densidad de energía configurable en una burbuja de vacío que haría que cualquier cosa dentro de ella tuviera masa negativa.

Desafortunadamente, la cantidad de energía requerida para operar un motor Alcubierre lo hacía imposible, hasta que en 2012 el Dr. White propuso cambios en las matemáticas y en la forma de la nave diseñada para crear el campo, lo que redujo la energía necesaria de "imposible" a una fuente de energía del tamaño de la nave Voyager 1. Desde entonces, el desarrollo de una burbuja de distorsión real o un motor Alcubierre ha seguido siendo un sueño lejano.

Descubriendo una burbuja de distorsión

Rápidamente llegamos a 2021 y el Dr. White, cuyo documento de 2012 fue escrito mientras trabajaba en la NASA como Líder Temático de Propulsión Avanzada, está realizando investigaciones financiadas por DARPA sobre objetos llamados Cavidades de Casimir. Estas cavidades están formadas por dos placas paralelas con un pilar que atraviesa entre ellas. Estas cosas son pequeñas, del tamaño de micrones, y hacen algo realmente interesante: crean un vacío negativo entre las placas cuando se exponen a un vacío regular.

"Podrías anticipar cero presión al exterior y cero presión en la cavidad, pero lo que encontramos cuando medimos es una presión negativa entre las placas", dijo el Dr. White.

"Lo que estamos tratando de hacer es explorar el vacío cuántico a un nivel fundamental", dijo el Dr. White. "Creemos que hay un poco más en estos vacíos de lo que sabemos actualmente. Algunas de las características desconocidas podrían usarse para crear tecnologías realmente útiles." De ahí el interés de DARPA.

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Estos usos podrían incluir cosas increíbles, como baterías basadas en lo que el Dr. White llama "células solares cuánticas del vacío", que nunca se quedarían sin energía. Los productos de telecomunicaciones que utilizan ondas longitudinales sin perturbaciones causadas por edificios o barreras naturales podrían ser otro uso potencial, al igual que los fotosensores que no sufren aberración cromática porque detectan todos los elementos del espectro electromagnético de manera uniforme.

Aparte de las posibles aplicaciones, probar esas cavidades llevó a un descubrimiento interesante: un campo de energía de vacío negativo que se veía igual que una rebanada bidimensional de una burbuja de distorsión Alcubierre.

"Nuestras cavidades de Casimir personalizadas son básicamente dos planos grandes con un poste largo en el centro. La métrica de Alcubierre, en comparación, necesita un anillo total de densidad de energía de vacío negativo, lo que significa que necesita tener una apariencia más parecida a un salvavidas", dijo el Dr. White.

Habiendo hecho todas las matemáticas y recopilado todos los datos generados por el experimento con la versión en 2D de la burbuja que el equipo observó, el siguiente paso lógico era tomar esos datos y cambiar la forma del objeto en el centro, deshaciéndose del poste e introduciendo la forma inquietantemente similar a una nave estelar vulcana que se muestra en la parte superior del artículo.

Después de ejecutar simulaciones con la forma modificada, las matemáticas simplemente cuadraron, dijo el Dr. White. "Hicimos un análisis intencional utilizando [la forma de la nave de distorsión], y wow, hey, eso cumple con los requisitos de la métrica de Alcubierre".

El equipo de la burbuja de distorsión ha publicado un documento sobre sus hallazgos, que, según el Dr. White, de ninguna manera ilustran una burbuja de distorsión análoga: sus datos muestran que, dado la forma correcta colocada en las mismas cavidades físicas con las que están experimentando ahora, se crearía una burbuja de distorsión real.

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La pregunta de 299,792,458 m/s: ¿Cuándo habrá primer contacto?

En el mundo de Star Trek, la burbuja de distorsión funciona básicamente de la misma manera: la Enterprise no está realmente viajando más rápido que la luz, simplemente está surfeando una onda espacial cósmica generada por su núcleo de distorsión de materia/antimateria.

Zefram Cochrane fue el responsable de construir la primera nave con capacidad de distorsión funcional en el universo Trek en 2063, momento en el que los vulcanos, que casualmente pasaban por allí, decidieron que era el momento de hacer el primer contacto y dar la bienvenida a los humanos a la comunidad galáctica. Podríamos estar en el camino correcto, entonces, con el equipo del Dr. White sentando las bases prácticas para conceptos teóricos que nos alejen de la Tierra y nos acerquen a las estrellas.

Entonces, ¿cuándo pueden esperar los humanos vacacionar en Risa, hacer negocios en Ferenginar y estudiar en la Academia de Ciencias Vulcana (sujeto al cumplimiento de los estrictos requisitos de entrada)? No nos adelantemos, dice el Dr. White.

"A muchas personas les gustaría pasar directamente a la aplicación: ¿cuándo vamos a hacer que algo así vuele? Entiendo la motivación para eso, pero la ciencia es un proceso lento y arduo", dice el Dr. White. Él dice que su lema ha sido "gatear, caminar, correr" cuando se trata de este tipo de cosas de vanguardia. Soñar es importante, dice, pero también lo es hacer la investigación básica que se necesita para encontrar aplicaciones adicionales que sean prácticas y valiosas ahora, en la era en la que todavía estamos atados a la Tierra.

"No tengo una bola de cristal más que cualquier otra persona. No sé cuándo se podría aplicar esta idea a los viajes espaciales, ni siquiera sé si eso podría convertirse en realidad", dijo el Dr. White. Eso es comprensible dado que actualmente estamos hablando de burbujas de distorsión generadas en cavidades más pequeñas que el ancho de un cabello humano.

"La ciencia continuará girando la manivela y martillando la roca, eliminando lentamente parte de lo desconocido para llegar a más de lo conocido", dijo el Dr. White. Consideremos este descubrimiento como un pequeño avance en la dirección correcta.

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