El motor de curvatura de Alcubierre

El motor de curvatura de Alcubierre parece, sin duda, uno de esos conceptos propios de la ciencia ficción. Es un dispositivo que nos podría permitir viajar más rápido que la luz sin violar las leyes de la física. Pero, ¿cómo funciona? ¿es posible?

Ciencia ficción con base real

Esta es la IXS Enterprise. Es un concepto de la NASA de una nave capaz de viajar a velocidades superiores a la de la luz.
Crédito: NASA

Pistolas láser, robots, implantes cibernéticos, métodos de desplazamiento más rápidos que la luz… Todos tienen común ser habituales dentro de la ciencia ficción y, además, también tienen cierta base en la ciencia real. Hay otros métodos de viaje propuestos en la ciencia ficción, como el hiperespacio, o simplemente viajar más rápido que la luz (algo físicamente imposible). El motor de curvatura de Alcubierre, sin embargo, es uno de los más interesantes.

Este dispositivo es una solución especulativa, pero válida, al menos en apariencia, para las ecuaciones del campo de Einstein. En concreto, responde a cómo interactúan el espacio, el tiempo y la energía. En este modelo matemático del espacio-tiempo en particular, nos encontramos con características que recuerdan a los motores de curvatura que hemos visto en muchas de las grandes obras de ciencia ficción.

Origen de la idea

Miguel Alcubierre, en una foto de 2008.
Crédito: Wikimedia Commons/Jpablo.romero

Desde que Einstein propusiese su teoría especial de la relatividad en 1905, los científicos han trabajado bajo las restricciones impuestas por un universo relativista. Una de esas restricciones es la creencia de que la velocidad de la luz es inviolable. Es decir, nada puede viajar más rápido que ella. Este planteamiento descarta opciones como viajar más rápido que la luz para poder desplazarnos por el espacio.

Desde aquel famoso enunciado de Einstein, los científicos e ingenieros han logrado romper la barrera del sonido. También han logrado desafiar a la gravedad de la Tierra para lanzar naves al espacio. La velocidad de la luz, sin embargo, parecía una barrera que nunca podría ser traspasada. Al menos hasta que, en 1994, un físico mexicano, Miguel Alcubierre, propuso una manera de estirar la fábrica del espacio-tiempo. En teoría, algo así debería permitir el viaje más rápido que la luz.

El motor de curvatura de Alcubierre

Visualización de un campo de curvatura, según el motor de Alcubierre.
Crédito: AllenMcC

El método por el que funciona el motor es razonablemente fácil de entender. Si podemos estirar el espacio-tiempo en una ola, podríamos provocar (en teoría) que el espacio por delante de un objeto se contraiga mientras el espacio por detrás se expande. Una nave dentro de esta ola podría navegar la región, a la que denominamos una burbuja de curvatura. A este concepto lo denominamos la Métrica de Alcubierre.

Dentro del contexto de la relatividad general, la métrica permite que la burbuja de curvatura aparezca en una región plana del espacio-tiempo. Esa burbuja tiene la capacidad de alejarse a velocidades que superan la velocidad de la luz. Su interior es el marco de referencia inercial para cualquier objeto que se encuentre en el interior. Es posible que esto suene un tanto enrevesado, pero no es tan complejo como parece.

En este modelo, la nave no se está moviendo dentro de la burbuja. En su lugar, es la propia burbuja la que lo arrastra a medida que se mueve a través del espacio. Los efectos como la dilación del tiempo (que hace que el tiempo pase más lento cuanto más nos acercamos a la velocidad de la luz) no se aplican. El funcionamiento del espacio-tiempo y las leyes de la relatividad no se ven afectados.

El motivo es que este método no requiere moverse más rápido que la luz dentro del marco local. Un haz de luz fuera de la burbuja siempre se moverá más rápido que la nave. En realidad, nuestra nave sólo es más rápida que la luz en el sentido de que puede alcanzar su destino antes de que lo haga un haz de luz fuera de la burbuja.

Los desafíos de esta hipótesis

Concepto artístico de una nave utilizando un motor de Alcubierre.
Crédito: NASA

Como toda hipótesis, el motor de curvatura de Alcubierre presenta sus propias dificultades. La primera, y seguramente más evidente, es que no conocemos ningún método que nos permita crear una burbuja de curvatura en una región del espacio que no contenga una ya. La segunda, suponiendo que tuviésemos la manera de crear esa burbuja, es que no conocemos ninguna manera de abandonarla. Por tanto, el motor de curvatura de Alcubierre (y en consecuencia, la métrica de Alcubierre) permanecen en la categoría de teoría.

Matemáticamente, la teoría del físico mexicano se puede representar con esta ecuación: ds2= – (a2 – BiBi) dt2 + 2Bi dxi dt + gijdxi dxj. La interpretación de la ecuación es bastante técnica, y por tanto no voy a incluir la explicación en este artículo. Hacerlo me llevaría a expandir esta sección para analizar conceptos que, para el propósito de esta entrada, no son realmente necesario y sólo crearían confusión.

Intentos de desarrollo

Concepto artístico del proyecto Breakthrough Starshot, que pretende enviar nanonaves a Alfa Centauri.
Crédito: breakthroughinitiatives.org

En 1996, la NASA inició un proyecto conocido como el Breakthrough Propulsion Physics Project (abreviado BPP). El objetivo era estudiar diferentes propuestas y tecnologías. En 2002, se detuvo la financiación del proyecto, provocando que el fundador, Marc G. Millis, y varios miembros, creasen la Fundación Tau Zero. Esta organización, denominada así en honor a la novela, del mismo nombre, de Poul Anderson, está dedicada a la investigación del viaje interestelar.

En 2012, el Laboratorio de Física de Propulsión Avanzada de la NASA anunció que habían comenzado sus experimentos para ver si es posible fabricar un motor de curvatura. Se construyó un interferómetro para detectar las distorsiones espaciales producidas por la expansión y contracción del espacio-tiempo según la métrica de Alcubierre. Todo esto está descrito en un estudio de la NASA, titulado Warp Field Mechanics 101.

El objetivo era crear una burbuja de curvatura microscópica. Aunque de dimensiones minúsculas, sería una perturbación del espacio-tiempo. Según los cálculos, una burbuja podría permitirnos llegar a Alfa Centauri (el sistema estelar más cercano al Sol) en sólo dos semanas. Ese sería el tiempo transcurrido tanto en la Tierra como para alguien en el interior de una nave en ese viaje. Los astronautas disfrutarían de un viaje muy cómodo.

¿Llegaremos a ver el motor de curvatura de Alcubierre en funcionamiento?

Concepto artístico de la superficie de Próxima b, con Alfa Centauri al fondo. Es el planeta más cercano al Sistema Solar.
Crédito: ESO/M. Kornmesser

Cuando pensamos en el futuro de la exploración espacial, hay preguntas difíciles que no podemos ignorar. Pensar en cuánto nos puede llevar alcanzar la estrella más cercana puede ser desesperante. Al menos si no tenemos en cuenta algún tipo de método que nos permita viajar más rápido que la luz. ¿Cómo podemos esperar ser una especie interestelar si todos los métodos disponibles nos obligarían a pasar siglos de viaje? ¿O si sólo podemos a utilizar sondas microscópicas para llegar a otras estrellas?

Por ahora, no parece completamente posible que vayamos a ver el motor de curvatura de Alcubierre en funcionamiento. Los intentos para hacer funcionar esta teoría han terminado, al menos hasta el momento, en fracaso o dando resultados inconclusos. Por suerte, si algo nos ha enseñado nuestra propia historia, es que lo que consideramos imposible cambia con el paso del tiempo. Quién sabe lo que podríamos pensar en sólo unas décadas, o cómo lo verán nuestros descendientes…

Referencias: Universe Today

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

También te podría gustar...

9 Respuestas

  1. Jesús Ledezma dice:

    Quizás más adelante se pueda superar no solo la velocidad de la luz sino también como cruzar el centro del sol sin ser dañado. Allí está la clave. El sol es el límite no la luz.

  2. buguibu dice:

    Si dentro de la burbuja se va (perdóneseme) a “velocidad normal” entonces se tendría margen para esquivar todo tipo de peligros cósmicos que a velocidades altas serían devastadores por muy pequeños que fueran, cierto?

  3. hola.. me parece demasiado interesante. aclaro no soy fisico y no eh indagado mucho, pero hace algun tiempo me imagine esa teoria sin saber este articulo. gracias me fue muy interesante.

  4. Bonderman dice:

    Leído.

  5. ramon dice:

    Un gran artículo

  6. Alberto Rodríguez dice:

    Si hay algo más rapido qué la luz , y son las ondas cerebrales del pensamiento…simplemente pensando Alfa Centauri , estoy allí en un segundo, si pudiera viajar en ellas no me demoraria dos semanas como viajando a la velocidad de la luz..

  7. Claudio dice:

    El problema es la energía que haría falta para lograr comprimir el espacio por delante de la supuesta nave. Dicho esto ¿Cómo haría la nave para escapar de la marea gravitatoría que eso generaría? Los diferenciales graviatoríos serían enormes. Bue….Ya lo solucionaran. El viaje interestelar (para mi) es un objetivo para dentro de 10000 años por lo menos. Si bien los avances científicos crecen en forma geometrica, hay muchas cosas que faltan aclarar. La energía oscura (por ejemplo)

  1. 26 enero, 2017

    Información Bitacoras.com

    Valora en Bitacoras.com: El motor de curvatura de Alcubierre parece, sin duda, uno de esos conceptos propios de la ciencia ficción. Es un dispositivo que nos podría permitir viajar más rápido que la luz sin violar las leyes de la física. Pero, Â..…

  2. 30 enero, 2018

    […] físico mexicano Miguel de Alcubierre tiene una teoría de cómo esto puede ser posible, y que da pie a que los motores de curvatura de StarTrek no sean […]

¡Comenta este artículo!

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.

A %d blogueros les gusta esto: