La ciencia ficción es eso, ciencia ficción. Cuando vamos al cine a ver una película como Interestellar o incluso de la franquicia Star Wars, comprendemos que muchos de los fenómenos que se producen en la gran pantalla pueden tener su base científica, pero no tienen por qué ser extrapolables a nuestra realidad.
Los guionistas que trabajan en este tipo de producciones suelen tener mucha imaginación, y se suelen reunir con científicos para hacer más y más creíbles sus ideas. Las ideas suelen fluir de la física teórica al cine, no al contrario.
Sin embargo, hay una excepción histórica, y es la que llevó al físico mexicano Miguel Alcubierre a publicar un estudio en el que llegó a teorizar sobre la posibilidad de superar la velocidad de la luz. Y no solo eso. Muchos otros físicos teóricos han tratado de respaldar su teoría. Una idea que, aunque parezca que estamos de broma, se le ocurrió viendo por la tele un episodio de Star Trek.
¿Qué es un motor de curvatura?¿Cómo funciona teóricamente el motor de curvatura?¿Es posible realmente construir un motor de curvatura?Requerimientos energéticosNecesidad de «energía negativa»Limitaciones en cuanto a materiales e ingeniería¿Se podría viajar al pasado con un motor de curvatura?
¿Qué es un motor de curvatura?
Mientras la nave permanecería estática en una burbuja, el motor de curvatura haría que el espacio-tiempo pasara delante y detrás de nosotros
Sabemos más que de sobra que, con la relatividad espacial por delante, no podemos viajar más rápido que la velocidad de la luz. No es cuestión de creer o no creer en las leyes de la física. Tampoco es cosa de «descubrir» otras leyes que nos vengan bien. Técnicamente, no es posible.
Sin embargo, en el año 1994, el físico mexicano Miguel Alcubierre propuso una solución ingeniosa que podría hacer posible lo imposible. Mientras preparaba su doctorado en Relatividad General en el año 1992, observó un día lo ingeniosos que habían sido los guionistas de Star Trek para justificar el hecho de que la nave en la que viajaban los personajes superara esta aparente barrera.
La idea sería diseñar un motor que fuera capaz de comprimir el espacio-tiempo que hay frente a la nave y expandir el espacio-tiempo que hay detrás de la nave. Esto, sobre el papel, crearía una burbuja de espacio-tiempo alrededor de la nave, que permitiría a los usuarios del dispositivo moverse a velocidades superlumínicas sin realmente superar la velocidad de la luz en el espacio local.
A priori, puedes pensar que esta idea no parece tener muchas papeletas para ser llevada a cabo. Sin embargo, cuando en 1994, el físico publicó su artículo The Warp Drive: Hyper-Fast Travel Within General Relativity, no fueron pocos los compañeros que estudiaron el concepto punto por punto y aportaron más y mejores ideas para llevar esta locura a cabo.
¿Cómo funciona teóricamente el motor de curvatura?
Viajar más rápido que la velocidad de la luz ya es algo que el ser humano lleva persiguiendo desde hace décadas. Pero hacerlo todavía más rápido y sin violar la relatividad espacial hace que, como poco, muchos expertos en la materia agudicen todos sus sentidos para prestar toda la atención posible.
El funcionamiento del motor de curvatura se basaría en manipular la geometría del espacio-tiempo. La nave en la que viajarían las personas permanecería en una burbuja de espacio-tiempo plano. Detrás de la misma, se generaría una región de curvatura positiva. Y sería el espacio mismo el que se moviera, llevando consigo la nave.
Todo esto no solo permitiría viajar superando la velocidad de la luz —y sin enfadar a Einstein—, sino que también evitaría los problemas de la dilatación temporal asociados con los viajes a altas velocidades. Al fin al cabo, la nave tampoco llegaría a experimentar ningún tipo de aceleración extrema.
¿Es posible realmente construir un motor de curvatura?
Hasta la fecha, solo podemos soñar con crear una máquina así
Parte del encanto de la física teórica es precisamente eso, que funciona sobre el papel. Si bien hay muchos descubrimientos que han tardado años y décadas en poder ponerse en práctica, con el motor de curvatura tenemos unos obstáculos tan absurdamente enormes, que es difícil que alguna vez veamos su aplicación práctica.
La aportación teórica de Alcubierre sobre el motor de curvatura es consistente en el marco de la relatividad general y matemáticamente posible. Sin embargo, hay una serie de obstáculos que hacen que, con la tecnología que tenemos hoy, sea prácticamente imposible de llevar a cabo:
Requerimientos energéticos
El principal obstáculo para la construcción de un motor de curvatura es la cantidad de energía necesaria para hacerlo funcionar. Según los cálculos iniciales, se requeriría más energía que la disponible en todo el universo observable.
Todo esto, por supuesto, se sustenta en unos modelos matemáticos complicadísimos que puedes consultar tú mismo buscando la publicación original. Alcubierre no explica en su teoría cómo fabricar el motor, sino que simplemente demuestra con fórmulas y números que, aportando la cantidad de energía suficiente, podríamos alterar el espacio-tiempo a nuestro antojo.
Estimaciones posteriores a las del propio autor han sido más optimistas, y han reducido la cantidad de energía necesaria para poder llevar el experimento a cabo. Tristemente, sigue siendo astronómicamente grande. Por ejemplo, se ha calculado que para una nave del tamaño de un coche, se necesitaría una masa de energía equivalente a la de Júpiter. Y tú que pensabas que contaminabas con tu coche diésel con pegatina amarilla.
Necesidad de «energía negativa»
Los físicos utilizan el término «energía negativa» o «materia exótica» para explicar la naturaleza de ciertos campos. Esta energía está involucrada en los agujeros de gusano y se cree que es la materia prima con la que se podría curvar y distorsionar el espacio-tiempo.
Pese a que hay fenómenos cuánticos en los que cree que se ha llegado a observar esta energía negativa (como en el Efecto Casimir), tampoco está muy claro que los humanos podamos llegar a producir esta materia en las cantidades necesarias como para poder usarlas en un motor de curvatura.
Limitaciones en cuanto a materiales e ingeniería
Suponiendo que fuéramos capaces de solucionar todos los puntos anteriores, nos encontraríamos más y más problemas a cada paso.
No hemos descubierto hasta el momento materiales y estructuras capaces de soportar las tensiones extremas que implicaría la deformación del espacio-tiempo. Aunque eso tampoco sería lo peor, puesto que tampoco hemos dado con una tecnología capaz de almacenar y manipular las absurdas cantidades de energía que serían necesarias para poner en marcha el invento.
¿Se podría viajar al pasado con un motor de curvatura?
Hacer una misión y regresar al mismo instante en el que partiste. Cooper lo habría firmado con los ojos cerrados
Si el concepto ya te estaba pareciendo interesante, no cierres todavía el navegador, porque no hemos terminado. Viajar a la velocidad de la luz o incluso por encima de esta nos permitiría explorar el universo completamente a nuestro antojo. Pero, utilizar esta tecnología para viajar al pasado sería algo todavía más increíble, a la vez que peligroso.
La manipulación del espacio-tiempo que proponía Miguel Alcubierre en su publicación original dejó la puerta abierta a la posibilidad de lo que se conoce como curva cerrada de tipo tiempo (CTC). Las CTC son trayectorias en el espacio-tiempo que permiten a un objeto regresar a su punto de partida en el pasado. ¿Te imaginas si Cooper, después de su enorme viaje en Interestellar, hubiera podido volver a casa con sus hijos como el que regresa de un viaje de negocios?
Esto, de ser llevado a cabo —algo improbable, claro—, daría como origen otro fenómeno la mar de curioso. En física teórica, se suele hablar del comportamiento taquiónico que afecta a partículas o sistemas que se mueven a una velocidad más rápida que la luz. Esto último, recordemos, no rompe la relatividad, ya que sus ecuaciones no prohíben explícitamente que el espacio no pueda expandirse más rápido que la propia luz.
Beneficiarse de algo así no nos saldría gratis. Podrían generarse paradojas temporales que podrían afectar incluso al comportamiento de lo que ocurre en la parte frontal de la nave, donde podrían llegar a generarse singularidades desnudas. Volviendo con el ejemplo de Interestellar, el final de la película está muy relacionado con este concepto. Cuando Cooper se adentra en Gargantúa, el agujero negro, sabe que hay un punto de no retorno. Ese punto es el horizonte de eventos, una barrera que, una vez traspasada, nada puede volver atrás, ni siquiera la luz. Traspasándola, es donde se llegaría a la singularidad, el punto en el que la gravedad es tan alta que el tiempo y el espacio se distorsionan al máximo.
El riesgo de las singularidades desnudas es que se presentan sin ese horizonte de eventos. Básicamente, si la nave con motor de curvatura se topara con tal fenómeno, experimentaría sus efectos extremos e impredecibles, sin previo aviso y sin escapatoria. Un riesgo que nos metería de lleno en la parte más caótica y desconocida del universo. Aunque estamos seguros de que muchos de nosotros estaríamos dispuestos a correr ese riesgo con tal de poder viajar al pasado.
Como hemos visto en este artículo, no se puede afirmar que algo no pueda llegar a funcionar si es demostrable matemáticamente. Justo lo opuesto es lo que pasa con el funcionamiento del motor magnético, cuyos defensores no han sido capaces hasta la fecha de convencer a la comunidad científica de su funcionamiento.
Bueno, y si no quieres leer una magufada, entonces quédate con este otro artículo en el que te explicamos cómo funciona el motor de un coche eléctrico. Por lo menos, aprenderás algo que te puede ser útil cuando cambies de coche.
Ahora que ya comprendemos un poco cómo funcionaría este teórico motor, te vamos a dejar un par de lecturas extra también interesantes. En el primero te hablamos de cómo funciona el motor del coche eléctrico. Por otro lado,
El artículo Qué son los motores de curvatura y por qué, de momento, son pura fantasía fue publicado originalmente en Urban Tecno.
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