Un grupo de investigadores plantea algo que, aunque podría parecer propio de la ciencia ficción, es intrigante: detectar las ondas gravitacionales que produciría un motor de curvatura averiado. ¿Por qué? A lo mejor cabe la posibilidad de que pudiésemos detectar esas ondas con nuestra tecnología…

Un motor de curvatura averiado parece ciencia ficción pero no es totalmente absurdo

Imaginemos una nave espacial que viaja usando un motor que comprime el espaciotiempo por delante suyo. Aunque parece un concepto de la ciencia ficción, es la descripción del funcionamiento de un motor de curvatura. Algo que los físicos han estado investigando, desde el punto de vista teórico, desde hace décadas. Ahora, un estudio nos lleva un paso más lejos. Simula las ondas gravitacionales que emitiría un motor de curvatura que estuviese averiado. Su presencia indicaría, naturalmente, la existencia de una civilización muy avanzada.

Las ondas gravitacionales de un motor de curvatura averiado
Visualización de un campo de curvatura, según el motor de Alcubierre. Crédito: AllenMcC

El motor de curvatura es uno de los emblemas de la ciencia ficción. Es un mecanismo que permite a las naves espaciales viajar más rápido que la velocidad de la luz. Por desgracia, en la práctica, hay muchos problemas a la hora de pensar en su construcción. El más conocido es la necesidad de disponer de materia exótica, con energía negativa. Algo que, simplemente, no existe. Además, hay otros problemas a nivel técnico y teórico. Por ejemplo, no está muy claro de qué manera, la tripulación, podría controlar la activación y desactivación de la burbuja de curvatura.

Este estudio es el resultado de un trabajo entre especialistas, en física gravitacional, de diferentes instituciones y universidades (de Reino Unido y Alemania). Naturalmente, no explica cómo se podría fabricar un motor de curvatura. Solo se limita a analizar, desde el punto de vista teórico, cuáles serían las consecuencias de un motor de curvatura averiado. Es decir, que, en pleno viaje, de repente perdiese la capacidad de realizar esa compresión del espaciotiempo. Este análisis es posible porque, aunque el concepto es teórico, está basado en la teoría de la relatividad general.

La ciencia real para entender algo imaginario

Las simulaciones numéricas permiten analizar el impacto que tendría un motor de curvatura averiado en el espaciotiempo y en sus ondas gravitacionales. Los resultados son muy interesantes. El colapso de un motor de curvatura genera una ráfaga de ondas gravitacionales, que quizá pudieran ser detectadas por observatorios como LIGO o Virgo. Generalmente, estas ondas gravitacionales son producto de la colisión de agujeros negros o estrellas de neutrones. Las ondas emitidas por los fenómenos astrofísicos son diferentes a las que emitiría un motor como el planteado.

A diferencia de las ondas gravitacionales de fenómenos astrofísicos, esa señal sería corta, de alta frecuencia y los detectores existentes no podrían captarla. Sin embargo, los instrumentos que se desarrollen en el futuro, que puedan captar frecuencias más altas, sí que tendrían esa capacidad. La nota negativa es que no hay ningún proyecto así que esté en financiación. Aunque, como consuelo, la tecnología para construirlos sí que existe. Esto plantea la posibilidad de utilizar estas señales para buscar indicios de posible tecnología de motor de curvatura.

En cualquier caso, los investigadores son precavidos. Aunque a nivel teórico hay motivos para pensar que un detector futuro sí podría captar estas ondas, hay que entender el contexto. El punto de partida es puramente teórico (descrito por Miguel Alcubierre en 1994) y no es suficiente para provocar que se desarrollen los instrumentos necesarios. Así que no debemos esperar que vaya a ser el argumento principal para que, en algún momento, se construye un detector como el que sería necesario. Por otro lado, el estudio también explica ese colapso de la burbuja de curvatura.

Un motor de curvatura averiado… que sí permite avanzar en la física

El proceso de colapso, se explica, emite una onda de energía negativa, seguida por ondas, en alternancia, de energía positiva y negativa. Esto provoca un aumento de la energía total del sistema y, en principio, podría proporcionar otra firma de ese colapso, si las ondas interactuasen con la materia normal. El estudio, por tanto, resulta interesante porque permite avanzar en la comprensión de la formación de ondas gravitacionales y espaciotiempo exóticos. Es novedoso que sea capaz de describir con precisión cómo funcionaría ese escenario.

Simulación de la colisión de dos agujeros negros y la emisión de ondas gravitacionales. Crédito: N. Fischer, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics), Simulating eXtreme Spacetimes (SXS) Collaboration

Además, según explican, la investigación abre la puerta a poder extender estas técnicas a situaciones físicas que sí sean mucho más útiles. Pueden ayudar a comprender mejor la evolución y origen del universo, o evitar que, a nivel teórico, solo se pueda plantear la existencia de una singularidad en el centro de un agujero negro. Sirve como ejemplo para recordar que los trabajos teóricos también permiten explorar el universo de una manera diferente. Incluso aunque se dude de la probabilidad de captar algo extraordinario.

Los investigadores, ahora, planean entender de qué manera cambia la señal con diferentes modelos de curvatura. Así como explorar el colapso de burbujas que se muevan a velocidades superiores a la de la luz. Un motor de curvatura quizá esté demasiado lejos de nuestra capacidad tecnológica. Pero el trabajo para entenderlo puede ayudar a avanzar en muchos otros campos del estudio del universo. Quizá nunca lleguen a convertirse en realidad, pero en el camino, permitirán que aprendamos muchas cosas…

Estudio

El estudio es K. Clough, T. Dietrich, S. Khan; «What no one has seen before: gravitational waveforms from warp drive collapse». Publicado en The Open Journal of Astrophysics el 25 de julio de 2024. Puede consultarse en arXiv, en este enlace.

Referencias: Phys