¿Qué es el motor de curvatura de Alcubierre?

Siempre es bueno saber que los conceptos predominantes en la ciencia ficción se basan en hechos científicos. Congeladores criogénicos, pistolas láser, robots, implantes de silicato … ¡No olvidemos el motor de curvatura de Alcubierre! Lo crea o no, este concepto (también conocido como FTL, velocidad de la luz, hiperespacio) en realidad tiene un lugar en el mundo real de la ciencia.

En física, este es el llamado impulso warp de Alcubierre. Esta es una solución altamente especulativa para las ecuaciones de campo de Einstein (especialmente cómo interactúan el espacio, el tiempo y la energía), pero puede ser una solución efectiva.

En este modelo matemático especial del espacio-tiempo, ciertas funciones recuerdan obviamente el “impulso de distorsión” o “hiperespacio” ficticio de la famosa serie de ciencia ficción, por lo que están asociadas.

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Base teórica del motor de curvatura de Alcubierre

Desde que Einstein propuso por primera vez la teoría especial de la relatividad en 1905, los científicos han estado trabajando bajo las limitaciones del universo de la relatividad. Una de estas limitaciones es la creencia de que la velocidad de la luz es inquebrantable, por lo que nunca habrá viajes o exploraciones espaciales FTL.

La nave IXS Enterprise es un concepto de la NASA capaz de viajar a velocidades de curvatura superiores a la de la luz.
Crédito: NASA

Aunque las futuras generaciones de científicos e ingenieros lograron romper la barrera del sonido y superar los efectos de la gravedad terrestre, la velocidad de la luz parece ser la barrera que debe mantenerse. Pero en 1994, el físico mexicano Miguel Alcubierre presentó un método propuesto para expandir la estructura del espacio-tiempo, este método teóricamente puede acelerar la velocidad de viaje de FTL.

Concepto del motor de curvatura de Alcubierre

En resumen, este método de viaje espacial implica estirar la estructura del espacio-tiempo en ondas (en teoría), lo que hará que el espacio frente al objeto se encoja y el espacio detrás del objeto se expanda. Un objeto en la ola (es decir, una nave espacial) puede pasar sobre esta área, que se denomina “burbuja distorsionada” de espacio plano.

Esta es la llamada “Métrica de Alcubierre“. Interpretada en el contexto de la relatividad general, esta métrica permite que las burbujas distorsionadas aparezcan en la región previamente plana del tiempo y el espacio y se alejen de manera efectiva a una velocidad que excede la velocidad de la luz. El interior de la burbuja es el marco de referencia inercial para cualquier objeto que viva en ella.

Dado que el barco no se mueve en la burbuja, sino que se transporta con el movimiento del área, no se aplicarán los efectos relativistas tradicionales (como la expansión del tiempo). Por lo tanto, no violará las reglas del tiempo y el espacio y la teoría de la relatividad en el sentido convencional.

Una de las razones de esto es que el método no excederá la velocidad de la luz en un sentido local porque la luz en la burbuja siempre se moverá más rápido que la nave. En cierto sentido, esto es “más rápido que la luz”, lo que significa que la nave llega a su destino más rápido que un rayo de luz que sale de una burbuja retorcida.

Dificultades tecnológicas del motor de curvatura de Alcubierre

Sin embargo, hay algunos problemas con esta teoría. Por un lado, no existe un método conocido para crear tales burbujas en áreas del espacio que aún no contienen burbujas. En segundo lugar, supongo que hay una forma de crear tales burbujas, pero todavía no se conoce una forma de eliminar las burbujas. Como resultado, la fuerza motriz (o medida) de Alcubierre en este momento todavía pertenece a la categoría de teoría.

Matemáticamente hablando, se puede expresar mediante la siguiente ecuación: ds 2 = – (a2-B i B i) dt 2 + 2B i dx i dt + g ij dx i dx j, donde a es la función span, dando el intervalo Para tener suficiente tiempo entre hipersuperficies cercanas, B i es el vector de desplazamiento relacionado con el sistema de coordenadas espaciales en diferentes hipersuperficies, y g ij es la métrica definida positiva en cada hipersuperficie.

Intentos de desarrollo de la NASA

En 1996, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) estableció un proyecto de investigación llamado “Proyecto de Física de Propulsión Avanzada (BPP)” para estudiar varias propuestas y tecnologías de naves espaciales. En 2002, se suspendió la financiación del proyecto, lo que llevó al fundador Marc G. Millis y a varios miembros a crear la Fundación Tau Zero. La organización lleva el nombre de la famosa novela del mismo nombre de Poul Anderson y se dedica a investigar los viajes interestelares.

En 2012, el Laboratorio de Física de Propulsión Avanzada de la NASA (también conocido como Eagleworks) anunció que habían comenzado experimentos para ver si era posible realizar un “impulso warp”. Esto incluye el desarrollo de interferómetros para detectar distorsiones espaciales causadas por la expansión y contracción del tiempo y el espacio medidos por Alcubierre.

En 2013, los miembros del Dr. White y Eagleworks publicaron los resultados de sus pruebas de campo de tensión 19.6 en condiciones de vacío. Estos resultados no se consideran concluyentes y se presentaron en la Conferencia Interplanetaria de la Nave Espacial Icarus de 2013 en Dallas, Texas.

Cuando se trata del futuro de la exploración espacial, parece difícil evitar algunos problemas espinosos. También hay preguntas como “¿Cuánto tiempo nos llevará llegar a la estrella más cercana? Esto parece preocupante cuando no consideramos algún tipo de método de conversión de velocidad de la luz o exceso de velocidad. Cuando todos los métodos disponibles toman siglos (o más tiempo) o cuando se trata de la entrega de nanotecnología, ¿cómo esperamos ser una especie interestelar?

En la actualidad

Tales cosas no parecen estar enteramente dentro del alcance de la posibilidad. Y trate de demostrar que, de lo contrario, todavía no tiene éxito o no es concluyente. Pero, como enseña la historia, con el tiempo, lo que se considera imposible cambia. Quién sabe qué lograremos algún día, pero antes de eso, solo tenemos que esperar pacientemente a futuras investigaciones.

Hemos escrito muchos artículos sobre el impulso de desarrollo de “Warp” de Alcubierre para “Universe Today”. Después de todo, esto puede ser un refuerzo Warp imposible, y los impulsores Warp y los dispositivos invisibles ya no son solo ciencia ficción.

¿Llegará a ser una realidad en el futuro?

Cuando pensamos en el futuro de la exploración espacial, hay algunos problemas que no podemos ignorar. Teniendo en cuenta el tiempo que nos llevará llegar a la estrella más cercana, esto es exasperante. Al menos si no consideramos un método que nos permita viajar más rápido que la luz. Si todos los métodos disponibles nos obligaran a atravesar cientos de años de viajes, ¿cómo podemos esperar ser una especie interestelar? ¿O si solo pudiéramos usar sondas microscópicas para alcanzar otras estrellas?

Por ahora, parece poco probable que veamos funcionar los motores de inclinación de Al Kubir. Al menos hasta ahora, los intentos de hacer que esta teoría funcione con resultados fallidos o inconclusos han terminado. Afortunadamente, si algo nos enseña nuestra propia historia, es el cambio que pensamos que es imposible con el tiempo. Quién sabe qué pensaremos en unas pocas décadas, o cómo lo percibirán nuestras generaciones futuras.

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