El primer modelo viable de un motor de curvatura

Basado en el famoso motor de Alcubierre, capaz en teoría de superar la velocidad de la luz, el nuevo estudio elimina la necesidad de utilizar energía negativa.

El motor de curvatura del Enterprise, la nave estelar de Star Trek, podría convertirse en realidad mucho antes de lo que pensábamos. O eso es, por lo menos, lo que se deduce de un trabajo recién publicado en ‘Classical and Quantum Gravity’ por un equipo de investigadores del grupo Applied Physics, especializado en asesorar a gobiernos y empresas en cuestiones científicas y tecnológicas.

En su estudio, los investigadores anuncian sin tapujos el primer modelo factible de un motor de curvatura, uno basado en la idea propuesta hace más de 20 años por el físico mexicano Miguel Alcubierre, que ha respaldado explícitamente la investigación.

«Muchas personas en el campo de la ciencia -asegura Alexey Bobrick, primer firmante del artículo- conocen el motor de Alcubierre y creen que los impulsos de curvatura no son posibles en el mundo físico debido a la necesidad de utilizar energía negativa. Pero esto, sin embargo, ya no es así».

El motor de Alcubierre, el punto de partida

En 1994, Miguel Alcubierre publicó en la misma revista (Classical and Quantum Gravity) una ingeniosa solución a las ecuaciones de la Teoría General de la Relatividad. Conocida desde entonces como ‘métrica de Alcubierre’, su idea permitía a una nave espacial viajar a más de 300.000 km/s, es decir, a mayor velocidad que la luz, pero sin violar ninguna ley de la Física.

Para conseguirlo Alcubierre proponía que la nave viajara en el interior de una burbuja de deformación espaciotemporal. 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. La nave, dentro de la burbuja, permanecería inmóvil en un espacio plano (no deformado) y no violaría por tanto la ley que impide viajar más deprisa que la luz. Sería algo parecido a una persona que permanece quieta sobre una cinta transportadora que se mueve a toda velocidad.

Foto. El gráfico muestra una burbuja de deformación espaciotemporal, en cuyo interior (azul) una nave permanecería en un espacio plano. La burbuja dilataría el espacio tras la nave y lo comprimiría delante de ella, permitiendo un desplazamiento a gran velocidad – Gianni Martire (Applied Physics)

De hecho, la nave propuesta por Alcubierre 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, en efecto, 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. Con su idea, pues, Alcubierre daba un gran primer paso hacia el famoso ‘motor de curvatura’ de la serie ‘Star Trek’, que por cierto, le sirvió de inspiración para su trabajo.

El problema, sin embargo, es que para crear la burbuja de deformación espaciotemporal que proporciona el impulso habría que utilizar materia con densidad negativa, o exótica, para obtener energía negativa, que no existe, lo que deja el motor de Alcubierre totalmente fuera de nuestro alcance. Cuanta más energía negativa haya en la burbuja, mayor sería su velocidad de propagación, que superaría fácilmente a la de la luz.

Por esas razones, hace tiempo que la comunidad de físicos había descartado el motor propuesto por Alcubierre, y la idea general era que la humanidad nunca llegaría a construir sistemas de propulsión basados en la deformación del espacio tiempo. La propia NASA, indican los investigadores, lleva desde 2012 intentando, sin éxito, diseñar unidades de deformación física en los laboratorios Eagleworks del Centro Espacial Johnson en Houston, Texas.

Una solución sin energía negativa

Pero el nuevo estudio ha conseguido evitar ese problema. En palabras de Bobrick: «Nosotros fuimos en una dirección diferente a la de la NASA y otros investigadores. Nuestra investigación ha demostrado que en realidad existen varios tipos más de impulso de curvatura en la Relatividad General. En particular, hemos formulado nuevas clases de soluciones de impulso de curvatura que no necesitan energía negativa y que, por lo tanto, pueden darse en el mundo físico».

Renunciar a la energía negativa propuesta por Alcubierre, sin embargo, supone pagar un precio en términos de velocidad. El motor de curvatura propuesto por los investigadores, en efecto, «es subluminal y, al menos en principio, puede construirse basándose en los principios físicos conocidos hoy por la humanidad. No puede superar la velocidad de la luz, pero casi», escriben los investigadores.

En todo caso, añaden, «hemos demostrado que todas las críticas al famoso motor de Alcubierre son irrelevantes porque existe toda una variedad de otras unidades de curvatura que son físicas, y que pueden usarse. Por lo tanto, 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».

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