Investigadores presentan un nuevo concepto para el motor warp
Aunque el llamado motor de curvatura probablemente solo le resulte familiar a la mayoría de la gente por Star Trek, algunos físicos llevan décadas buscando métodos reales para viajar a la velocidad de la luz o incluso más rápido. Un investigador estadounidense ha presentado un nuevo concepto teórico.
por Andreas Müller
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| Una burbuja de deformación clásica (izquierda) presenta una estructura esférica y lisa. En contraste, el nuevo diseño (derecha) divide la energía en varios tubos cilíndricos separados, similares a pequeñas góndolas de propulsión con extremos cónicos. Esto permite un control preciso sobre dónde y cómo se utiliza la energía, en lugar de concentrarla en un único anillo grande y difuso. Fuente: White et al., Classical and Quantum Gravity, 2025. |
Como explica el equipo dirigido por el exfísico e ingeniero aeroespacial de la NASA Harold "Sonny" White en la revista "Classical and Quantum Gravity" (DOI: 10.1088/1361-6382/ae237a), su nuevo modelo teórico de propulsión de curvatura no se basa en un anillo de energía cerrado, como se preveía en conceptos previos para distorsionar el espacio-tiempo, sino en una geometría segmentada de canales de energía cilíndricos. Mediante el uso de múltiples "góndolas de curvatura" independientes, el nuevo enfoque pretende ser técnicamente más controlable y potencialmente más seguro.
La ciencia ficción se encuentra con la física
Los fundamentos del motor warp se remontan a 1994, cuando el físico mexicano Miguel Alcubierre presentó por primera vez un modelo matemáticamente consistente para viajes más rápidos que la luz dentro del marco de la relatividad general. Su concepto consiste en comprimir el espacio delante de una nave espacial y expandirlo detrás de ella, de modo que el objeto en sí no se mueva localmente más rápido que la luz. Así, en lugar de mover la nave espacial, se manipula el espacio a su alrededor. Sin embargo, el precio a pagar es extremadamente alto: el modelo requiere la llamada materia exótica con densidad de energía negativa, así como enormes cantidades de energía que actualmente son inalcanzables con cualquier método conocido.
White, quien durante mucho tiempo fue el único investigador que trabajó oficialmente en conceptos de curvatura para la NASA, ya había reducido significativamente los niveles de energía requeridos en trabajos anteriores. Ahora va un paso más allá y modifica la estructura geométrica de la burbuja de curvatura generada (que rodearía la nave). En el nuevo estudio, el clásico anillo de curvatura liso se sustituye por varios canales de energía cilíndricos separados.
Estas llamadas góndolas de curvatura se disponen alrededor de la burbuja de curvatura y están diseñadas para generar curvatura espacio-temporal precisamente donde se necesita. Según el modelo, el interior de la burbuja permanece completamente plano. Esto evitaría efectos secundarios gravitacionales como fuerzas de marea extremas, dilatación del tiempo o aceleraciones destructivas en el límite de la burbuja, explica White, quien se refiere a esto como una geometría "internamente plana" diseñada para mantener el interior de la burbuja físicamente estable para una tripulación.
Góndolas de propulsión, como la Enterprise
Lo interesante es el sorprendente parecido con la ciencia ficción. White admite abiertamente que la nueva arquitectura se asemeja mucho a las góndolas de curvatura del USS Enterprise, «no por razones estéticas, sin embargo, sino porque este diseño resulta matemáticamente de los requisitos físicos». Consideraciones previas ya habían demostrado que dos anillos de curvatura adyacentes pueden crear una estructura alargada, similar a una cápsula. El nuevo trabajo lleva este principio a su conclusión lógica.
Matemáticamente, el modelo se basa en la denominada formulación ADM-3+1, una herramienta estándar en relatividad numérica. Esta fórmula descompone el espacio-tiempo en discos tridimensionales y una dimensión temporal. Esta representación permite controlar por separado parámetros como la progresión temporal, el flujo espacio-temporal y la curvatura. Para White, esto es crucial, ya que permite tratar la burbuja de deformación, por primera vez, como un sistema técnico: un sistema con funciones ajustables en lugar de una estructura general rígida.
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| Ilustración clásica de una nave con forma de anillo y capacidad de curvatura. Fuente: Limitless Space Institute |
El modelo original de Alcubierre presenta varios problemas graves: además de las enormes cantidades de energía, surgen gradientes espacio-temporales extremadamente pronunciados en el límite de la burbuja. Estos podrían acelerar las partículas hasta alcanzar energías destructivas y, por lo tanto, poner en peligro la propia nave espacial. La estructura de góndola segmentada pretende mitigar estos efectos distribuyendo la curvatura de forma más uniforme y limitándola localmente.
White enfatiza que su nuevo enfoque no requiere física nueva. «Todo el concepto se mantiene dentro del marco de la relatividad general». Sin embargo, la pregunta abierta persiste: la materia exótica. Hasta ahora, las densidades de energía negativas solo se han detectado en efectos cuánticos diminutos, como el efecto Casimir. La producción o el control macroscópico de dicha materia es actualmente puramente teórico.
En 2021, el equipo de White ya había calculado un análogo microscópico de la burbuja de curvatura, pero esto no permitió ningún sistema de propulsión práctico. El nuevo trabajo regresa a la geometría clásica del espacio-tiempo y busca estructuras que, en principio, sean escalables. White deja abierta la pregunta de si esto conducirá alguna vez a un sistema de propulsión funcional. El visionario investigador rechaza cualquier predicción sobre el cronograma: «La propulsión de curvatura es un campo de investigación aún en sus etapas iniciales».
Modificado por orbitaceromendoza
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