Un equipo de físicos ha descubierto que es posible construir un motor warp físico real y sin romper ninguna regla física conocida. Una advertencia: la nave que realiza la deformación no puede exceder la velocidad de la luz, por lo que no llegarás a ningún lugar interesante en el corto plazo. Pero esta investigación todavía representa un avance importante en nuestra comprensión de la gravedad.

Moverse sin movimiento

La teoría general de la relatividad de Einstein es un conjunto de herramientas para resolver problemas relacionados con la gravedad que conecta la masa y la energía con las deformaciones en el espacio-tiempo. A su vez, estas deformaciones del espacio-tiempo indican a la masa y a la energía cómo moverse. En casi todos los casos, los físicos utilizan las ecuaciones de la relatividad para determinar cómo se moverá una combinación determinada de objetos. Toman algún escenario físico, como un planeta orbitando una estrella o dos agujeros negros colisionando, y preguntan cómo estos objetos deforman el espacio-tiempo y cuál debería ser la evolución posterior del sistema.

Pero también es posible invertir las matemáticas de Einstein, imaginando algún movimiento deseado y preguntándose qué tipo de deformación del espacio-tiempo podría hacerlo posible. Así es como el físico mexicano Miguel Alcubierre descubrió la base física de un motor warp, que durante mucho tiempo fue un elemento básico del motor warp. Jornada en las estrellas franquicia.

El objetivo de un motor warp es llegar de A a B en el tiempo entre pausas comerciales, lo que normalmente implica un movimiento más rápido que la luz. Pero la relatividad especial prohíbe expresamente velocidades superiores a la de la luz. Aunque esto nunca molestó a los escritores de Jornada en las estrellas, esto enfureció a Alcubierre. Descubrió que era posible construir un motor warp mediante la manipulación inteligente del espacio-tiempo, disponiéndolo de modo que el espacio delante de una nave se comprimiera y el espacio detrás de la nave se extendiera. Esto genera movimiento sin, propiamente hablando, movimiento.

Parece una contradicción, pero es sólo uno de los muchos aspectos maravillosos de la relatividad general. El motor warp de Alcubierre evita violaciones del límite de velocidad de la luz porque nunca se mueve a través de espacio; en cambio, el espacio mismo es manipulado para, en esencia, acercar el destino de la nave espacial.

Aunque tentador, el proyecto de Alcubierre tiene un defecto fatal. Para proporcionar las distorsiones espacio-temporales necesarias, la nave espacial debe contener alguna forma de materia exótica, normalmente considerada materia con masa negativa. La masa negativa tiene algunos problemas conceptuales que parecen desafiar nuestra comprensión de la física, como la posibilidad de que si pateas una pelota que pesa cinco kilogramos negativos, vuele hacia atrás, violando la conservación del impulso. Además, nadie ha visto jamás ningún objeto con masa negativa en el Universo real.

Estos problemas con la masa negativa han llevado a los físicos a proponer varias versiones de «condiciones energéticas» como complementos de la relatividad general. No están incluidos en la relatividad en sí, pero se necesitan complementos porque la relatividad general permite cosas como la masa negativa que no parecen existir en nuestro Universo; estas condiciones energéticas las mantienen fuera de las ecuaciones de la relatividad. Son la respuesta de los científicos al hecho inquietante de que el GR vainilla permite cosas como el movimiento superluminal, pero el resto del Universo no parece estar de acuerdo.

Factor de distorsión cero

Las condiciones energéticas no se prueban experimentalmente ni mediante observación, pero son afirmaciones que concuerdan con todas las observaciones del Universo, por lo que la mayoría de los físicos las toman muy en serio. Y hasta hace poco, los físicos consideraban que estas condiciones energéticas dejaban absolutamente claro al 100% que no es posible construir un motor warp, incluso si realmente quisiéramos.

Pero hay una manera de evitarlo, descubierta por un equipo internacional de físicos dirigido por Jared Fuchs de la Universidad de Alabama en Huntsville. (El equipo también está afiliado al Laboratorio de Propulsión de Física Aplicada, un grupo de expertos virtual dedicado a la investigación, entre muchas otras cosas, de los impulsores warp). En un artículo aceptado para publicación en la revista Gravedad clásica y cuánticaLos investigadores profundizaron en la relatividad para explorar si alguna versión de un motor warp podría funcionar.

Las ecuaciones de la relatividad general son notoriamente difíciles de resolver, especialmente en casos complejos como el warp drive. Entonces el equipo recurrió a algoritmos de software; En lugar de intentar resolver las ecuaciones manualmente, exploraron sus soluciones numéricamente y verificaron que se ajustaban a las condiciones energéticas.

En realidad, el equipo no intentó construir un dispositivo de propulsión. En cambio, exploraron varias soluciones a la relatividad general que permitirían viajar de un punto a otro sin que una embarcación sufriera ninguna aceleración o experimentara fuerzas de marea gravitacionales aplastantes dentro de la embarcación, para la comodidad de los pasajeros imaginarios. Luego comprobaron si estas soluciones cumplían las condiciones energéticas que impiden el uso de materia exótica.

De hecho, los investigadores han descubierto una solución al motor warp: un método para manipular el espacio para que los viajeros puedan moverse sin acelerar. Sin embargo, no hay nada gratis, y el carácter físico de este motor warp viene con una advertencia importante: la nave y los pasajeros nunca podrán viajar más rápido que la luz. También es decepcionante el hecho de que a los investigadores detrás del nuevo trabajo no parece importarles descubrir qué configuraciones de la materia permitirían que se produjera la deformación.