La idea de viajar a la velocidad de la luz es algo con lo que todo amante de la ciencia ficción ha soñado alguna vez. A esa velocidad, podríamos dar la vuelta a la Tierra más de siete veces en un segundo, además de tener la oportunidad de explorar el universo que nos espera fuera de nuestro sistema solar. En 1947, los humanos superaron por primera vez la velocidad del sonido, allanando el camino para el jet comercial Concorde y otros aviones supersónicos. Pero, ¿alguna vez será posible viajar a la velocidad de la luz?
Según la física actual
El científico Albert Einstein / Foto: Ap larazon
Basado en nuestra comprensión actual de la física y los límites del entorno natural, la respuesta, lamentablemente, es no. Según la teoría de la relatividad de Albert Einstein, resumida en la famosa ecuación “E=mc2″, la velocidad de la luz (c) es algo así como un límite de velocidad cósmicoque no puede ser superado. Por tanto, viajar a la velocidad de la luz o viajar más rápido que la luz son imposibilidades físicas, especialmente para cualquier cosa con masa, como naves espaciales o seres humanos. Ya que, por ejemplo, si un objeto se mueve a una velocidad del 10% de la velocidad de la luz, entonces experimentaría un aumento en su masa del 0,5% de su masa original. Por otro lado, si un objeto viajara al 90% de la velocidad de la luz, entonces su masa sería 2 veces su masa original.
Incluso para cosas muy pequeñas, como partículas subatómicas, la cantidad de energía (E) necesaria para acercarse a la velocidad de la luz plantea un desafío significativo para la viabilidad de los viajes espaciales a casi la velocidad de la luz. El Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el acelerador de partículas más grande y de mayor energía en el planeta, ha impulsado protones (partículas dentro de los átomos) lo más cerca posible de la velocidad de la luz. Sin embargo, incluso un protón minúsculo requeriría una energía casi infinita para alcanzar la velocidad de la luz, y los humanos aún no disponemos de esa tecnología.
¿Qué pasaría si nos moviéramos casi tan rápido como la velocidad de la luz?
Flash Falcon, la aeronave supersónica con sello español / @ovisdesign larazon
La persona que viajara a casi la velocidad de la luz experimentaría una ralentización del tiempo. Para esa persona el tiempo se movería más lento que para alguien que no se estuviera moviendo. Por ejemplo, si una persona viaja al 90% de la velocidad de la luz durante 20 minutos, esa persona experimentará solo 10 minutos de tiempo, mientras que una persona que permanece estática experimentará 20 minutos, el doble.
Por otro lado, el campo de visión cambiaría drásticamente. El entorno se nos presentaría a través de una ventana en forma de túnel. Además, las estrellas que tuviéramos enfrente de nosotros aparecerían en un tono azul, mientras que las estrellas de detrás serían de color rojo. Esto se debe a que las ondas de luz de las estrellas frente a nosotros se amontonarían, haciendo que los objetos parezcan azules, mientras que las ondas de luz de las estrellas detrás de nosotros se separarían y aparecerían rojas, provocando un efecto Doppler extremo. Por último, tras cierto tiempo a esa velocidad, solo veríamos oscuridad, porque la longitud de onda de la luz que ingresaría a nuestros ojos estaría fuera del espectro visible.
La “burbuja de deformación”
Estructura teórica de la burbuja de deformación La Razón
En 1994, el matemático mexicano Miguel Alcubierre propuso la primera solución matemáticamente válida para el impulso “warp”. Más específicamente, describió un sistema de propulsión de naves espaciales que anteriormente solo se había imaginado en la ciencia ficción y que puede atravesar el cosmos por encima de la velocidad de la luz sin violar las leyes de la física actualmente aceptadas. Esa solución fue alabada y ridiculizada en partes iguales por su uso de materiales teóricos y enormes cantidades de energía que parecían virtualmente imposibles de diseñar de manera práctica. Más de una década después, esta teoría experimentó un cambio importante, cuando el Doctor White, un especialista en impulsores “warp” de la NASA y fundador del laboratorio “Eagleworks”, reelaboró el trabajo original de Alcubierre. Este cambio en el diseño redujo drásticamente los materiales y los requisitos de energía del concepto original, brindando a los investigadores y fanáticos de la ciencia ficción un rayo de esperanza.
El motor warp es más rápido que la luz
Artist conception of what moving at the speed of light might look like.
A new study provides some theoretical underpinning to warp drives, suggesting that the superfast propulsion tech may not forever elude humanity.
Sci-fi fans — especially "Star Trek" devotees — are familiar with warp drives. These hypothetical engines manipulate the fabric of space-time itself, compressing the stuff in front of a spaceship and expanding it behind. This creates a "warp bubble" that allows a craft to travel at incredible velocities — in some imaginings, many times faster than the speed of light.
In 1994, Mexican physicist Miguel Alcubierre published a groundbreaking paper that laid out how a real-life warp drive could work. This exciting development came with a major caveat, however: The proposed "Alcubierre drive" required negative energy, an exotic substance that may or may not exist (or, perhaps, the harnessing of dark energy, the mysterious force that seems to be causing the universe accelerated expansion).
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Alcubierre published his idea in Classical and Quantum Gravity. Now, a new paper in the same journal suggests that a warp drive may not require exotic negative energy after all.
"This study changes the conversation about warp drives," lead author Jared Fuchs, of the University of Alabama, Huntsville and the research think tank Applied Physics, said in a statement. "By demonstrating a first-of-its-kind model, we've shown that warp drives might not be relegated to science fiction."
The team model uses "a sophisticated blend of traditional and novel gravitational techniques to create a warp bubble that can transport objects at high speeds within the bounds of known physics," according to the statement.
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Understanding that model is probably beyond most of us; the paper abstract, for example, says that the solution "involves combining a stable matter shell with a shift vector distribution that closely matches well-known warp drive solutions such as the Alcubierre metric."
The proposed engine could not achieve faster-than-light travel, though it could come close; the statement mentions "high but subluminal speeds."
This is a single modeling study, so don't get too excited. Even if other research teams confirm that the math reported in the new study checks out, we're still very far from being able to build an actual warp drive.
Fuchs and his team admit as much, stressing that their work could end up being a stepping stone on the long road to efficient interstellar flight.
"While we're not yet preparing for interstellar voyages, this research heralds a new era of possibilities," Gianni Martire, CEO of Applied Physics, said in the same statement. "We're continuing to make steady progress as humanity embarks on the Warp Age."
The team study was published online on April 2You can find it here, though all but the abstract is behind a paywall; a free preprint version is available via arXiv.org.
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