¿Por qué no tenemos aún una Hipervelocidad como en Star Wars?

Si vas ver Star Wars: Los último Jedi, que se estrenó ayer, 15 de diciembre, es probable que veas a alguna nave viajando a la velocidad de la luz, “saltando al hiperespacio” o iniciando “hipervelocidad”.

Desde que vimos a Han Solo hace ya unos 40 años acelerar sus naves para escapar del Imperio, el término “hipervelocidad” o “hiperespacio” se han convertido en elementos de la ciencia-ficción que habitan en los sueños fantásticos de la gente.

Además, estos conceptos, a medio camino entre la fantasia y la ciencia, se han convertido en un elemento básico del universo de “La Guerra de las Galaxias” desde que Han Solo y su fiel banda de renegados pasaron entre las estrellas usando el Halcón Milenario, en 1977, eso sí, en una galaxia, muy muy lejana.

Así pues, Star Wars se desarrollaría realmente dentro de una misma Galaxia. Por ello las distancias, aunque no serían tan grandes como en el viaje intergaláctico, se tardarían décadas en recorrer a la velocidad de la luz. Así que se necesitaría superarla para que, al menos pudieran recorrer la galaxia antes de que envejecieran.

También en Star Trek usaban una suerte de tecnología Warp, ¿pero puede existir esta tecnología? Lo analizamos en este artículo.

 

El primer problema para cualquier entidad, biológica o tecnológica es que, según la teoría especial de la relatividad de Einstein, nada puede ir más rápido que la luz a menos que pueda solucionar ciertos problemas de la física.

El Halcón Milenario o nuestros mismos cuerpos adquirirían una masa que se acercaría al infinito a medida que se acercara a la velocidad de la luz, por tanto también necesitarías de una energía infinita para poder mover la nave, y no digamos para volar a Alderaan o a otros planetas. Por tanto, yendo, digamos en “línea recta” nos sería imposible si la teoría de la relatividad no se equivoca en ese punto (y parece que no lo hace).

Sin embargo, como diría el Doctor Emmet Brown en la famosa saga Regreso al Futuro, tenemos que pensar en 4 dimensiones (siendo la 4ª el tiempo). Y en cuatro dimensiones, la distancia más corta entre dos puntos no es la línea recta, es cero. Nada nos impide según las ecuaciones de Einstein que algo pueda doblar el espacio tiempo del mismo modo que doblamos una hoja de papel (concepto que explicaremos más adelante).

De este modo podríamos “viajar” más rápido que la luz, y así lo hizo el tejido espacio tiempo de acuerdo a las teorías del Big Bang (ahora puestas en duda), tras la gran explosión.

Pero, ¿cómo doblar el espacio tiempo, cómo conseguir esa velocidad warp, o saltar al hiperespacio?

La principal respuesta haría alusión a la llamada métrica de Alcubierre, planteada en 1994 por el méxicano Miguel Alcubierre.

La métrica de Alcubierre es un concepto físico-matemático que aprovecha la flexión del espacio para que una nave vaya muy rápida, incluso más que la luz. El problema principal, es que sólo existe como idea y requeriría una cantidad de energía brutal. Se provocaría que el espacio-tiempo se contrajera frente a la nave espacial, y se expandiría detrás de ella.

En entrevistas separadas con Space.com, los físicos Eric Davis (de EarthTech International) y Gerald Cleaver (de la Universidad de Baylor) compararon, de forma independiente, el fenómeno con la metáfora de un surfista cabalgando sobre una ola.

Si la tabla de surf fuese una nave espacial y el surfista la tripulación, tendríamos que el surfista podría acabar en la orilla empujado por una ola de mar a través de la tabla. Del mismo modo, el tejido-espacio tiempo empujaría a una nave espacial si sobre este se pudiera reproducir el fenómeno de Alcubierre.

Así pues, como veis saltar al hiperespacio sería viable, pero hay muchos problemas que los físicos deben resolver y tecnologías que se deben desarrollar antes de que podamos usar el Halcón Milenario para escapar de Kylo Ren.

Gerald Cleaver ha analizado algunos de estos problemas en colaboración con Richard Obousy (Icarus Interstellar) y Jeff Lee (también de la Universidad de Baylor).

Problema 1. Poner al Halcón Milenario (o la nave Enterprise) en ignición

Arrancar la nave a dicha velocidad entraña el primer problema ya que la cantidad de energía que tendríamos que usar sería tan ingente que “equivaldría” al menos, a la energía de la masa total de Júpiter. Un problema que quizás con el paso del tiempo tenga solución y más con la fusión como tecnología de obtención de energía, pero hoy por hoy es una limitación tecnológica importante y hace que el motor Warp permanezca para la propia NASA como un sueño, una químera sin solución, de momento. Quién sabe donde podremos llegar en un futuro.

Problema 2. Una vez hemos arrancada la “hipervelocidad”, como mantenemos a la nave allí.

Hagamos un ejercicio de fe, y supongamos que hemos conseguido superar el primer escollo, comenzar la deformación del tejido espacio-tiempo. Ahora ¿como mantenemos a la nave en movimiento?.

A medida que nos acercamos a la velocidad de la luz, los fotones del fondo de microondas cósmico (la radiación sobrante del comienzo de nuestro universo) serían absorbidos por la nave estelar. Sí, como supondréis estas son malas noticias, tanto para la nave espacial como para los ocupantes a bordo.

Los fotones no solo se desplazarían la dirección del movimiento, se comprimirían (ya que viajamos más rápido que la velocidad de la luz, y estos siguen viajando a esa velocidad) y sus frecuencia aumentaría. Desde nuestra perspectiva de movimiento, se convertirían en una radiación extremadamente intensa que afectaría a la nave y no digamos a los tripulantes que moriríamos, quizás abrazados a Leia o Han Solo.

Mientras tanto, la nave comenzaría a detenerse debido a un problema con el espacio-tiempo aunque ya nada importaría.

Por tanto, para superar este problema necesitaríamos contar con una suerte de escudo contra estas partículas, y eso requeriría más energía a bordo, una cantidad extraordinaria de energía que el propio Gerald Cleaver no cree que sea técnicamente factible de producir.

Y aún tendríamos dos problemas más debido a las partículas virtuales, partículas que según la mecánica cuántica se crearían y autodestruirían muy rápidamente pero que, debido a nuestra velocidad plantearían un par de problemas importantes.

Según nos acercáramos a la velocidad de la luz en nuestra burbuja de Alcubierre, tendríamos dos horizontes, uno “negro” (en el retrovisor del halcón milenario), donde dejamos atrás todo el universo, y uno “blanco”, (en el parabrisas de nuestra nave) donde nos llegaría toda la luz de los objetos que hay en la parte delantera

Desde la parte atrás, tenemos un serio problema con estas partículas debidas a la llamada radiación de Hawking, que probablemente acabarían por elevar la temperatura a miles de grados. En la parte delantera las partículas se irían amontonando elevando la masa y la energía en la part delantera de nuestra nave.

Así pues, estos factores también exigiría desarrollar técnicas o una suerte de escudos que impidiesen las amenazas de estas partículas virtuales.

¿Una nueva esperanza?

Los científicos Davis y Cleaver a los que tanto hemos mencionado en el artículo, son colaboradores, y el primero de ellos presentó hace poquito una investigación sobre las variaciones de la métrica de Alcubierre durante su visita a Baylor. Davis hacía mención a un artículo de 2002 pendiente de revisión de C.B. Hart publicado en arxiv.org

Trataba sobre los problemas de la materia peligrosa y la radiación a velocidades más rápidas que la luz los viajes generados por el motor Warp.

Por una parte, estaba el hecho de que pasaría si la nave se topara con un asteroide u otro objeto a una velocidad cercana a la de la luz. Se necesitaría algún tipo de escudo o mecanismo para esquivarlo o de lo contrario por escapar de las fuerzas del Imperio podríamos acabar estampados en un bonito asteroide.

Por otro lado, la radiación alrededor de la burbuja creada por el tejido espacio tiempo no permitiría ningún tipo de comunicación hasta que saliera de ella (al menos con la tecnología actual), así que habría cierto problema para avisar a tu primo de Tatooine de que llegas tarde a cenar.

Ah bueno, según Hart existiría otro pequeño inconveniente, la física actual no te permitiría dirigir el espacio-tiempo hacia tu destino, así que podrías acabar en cualquier parte de la galaxia.

No te enfades, habría formas de modificar las ecuaciones para evitar algunos de estos problemas, y así constan en las citas del artículo de Hart.

Chris Van Den Broeck (del Instituto Nacional de Física Subatómica de los Países Bajos), hizo una modificación de la impulsión warp de Alcubierre que permitiría, variando una función matemática, que la monstruosa cantidad de energía requerida para que Alcubierre funcionara se redujera (desde una galaxia al de una estrella como nuestro Sol).

Hart realizó un trabajo matemático que haría funcionar un escudo para la nave durante el impulso de la nave y reduciría drásticamente la cantidad de energía para producir el impulso warp.

¿Cómo funcionaría el blindaje de la burbuja? Pues según citó Davis, es posible que el escudo pueda proteger la burbuja espacio temporal de Alcubierre siempre que esta se produzca, aunque se necesita más investigación.

Si te compras un Halcón Milenario y resulta que eso de saltar al hiperespacio al método de Alcubierre no funciona, no despereres. Al menos todavía te quedarían, dos maneras más de generarla.

Un agujero de gusano

Una es MUY FÁCIL. Vas a tu mecánico y le dices que necesitas generar un agujero de gusano. Seguramente tu mecánico hiperespacial sepa que esto es una conexión teórica entre dos puntos que para algunos científicos podría darse a través de un agujero negro. Por cierto nos libraríamos con ello del problema de poder chocar con obstáculos imprevistos, esos dichosos asteroides que se estrellan como mosquitos contra tu cristal, y tu nave.

Bueno, también puede que tu mecánico no tenga ni pajolera idea de lo que le estas contando. Space.com sugiere la lectura de un libro que podrías regalarle, una arruga del tiempo, de Madeleine L’Engle (1962). O más rápido aún, comprarle entradas para la película que Disney hará en 2018 basándose en el libro.

Si tienes prisa y quieres explicarle el concepto rápidamente, puedes preguntarle cuál es la distancia más corta entre dos puntos. Coge un folio para esto. Seguramente te diga que la distancia más corta entre dos puntos es la línea recta y dibuje una línea para demostrártelo. Ahí tendrás que explicarle (doblando la hoja) que no, que la distancia más corta entre dos puntos es CERO. Si consigues doblar el espacio tiempo puedes acortar el camino, al igual que reduces la distancia mínima entre dos puntos doblando la hoja de papel.

Esto más o menos es lo que aprende Meg en el libro de 1962 que menciona Space.com (con el ejemplo de una tortuga) y, dicho sea de paso, una cuestión que yo mismo formulo a mis alumnos de instituto para estimular su pensamiento lateral.

Un agujero de gusano conseguiría plegar en mayor o menor medida el espacio tiempo reduciendo el camino a recorrer, el problema es que si este se generase cerca de otros objetos estelares quizás destrozaría a los planetas cercanos, además que la energía requerida es igualmente increíble.

Otra posibilidad, el EmDrive

EmDrive es otro concepto que los investigadores de la NASA habrían llegado a probar. Básicamente se harían rebotar las microondas en una cámara y de este modo, al parecer, se crearía un empuje.

¿Problema? Algunos investigadores dicen que viola las leyes de la física a pesar que hay publicaciones científicas al respecto y para la propia NASA, en comunicaciones oficiales, el motor Warp permanece como un sueño y el EmDrive no es una alternativa real para hacer ese sueño realidad.

Es un concepto que sigue en investigación al fin y al cabo.

Conclusión

¿El hiperespacio es posible? Probablemente sí, el problema es que aún no tenemos la tecnología adecuada para llegar a él. Como vemos a varios problemas que hay que subsanar antes. Algo similar pasó en los primeros pasos de la aviación, del tren o los coches.

En todo caso, sea o no sea posible en la vida real, es divertido especular y jugar con las posibilidades que nos ofrece la ciencia ficción. Variantes de esta velocidad la encontramos en Star Wars, Star Trek, de alguna manera en la maquina del tiempo y espacio del Doctor Who, y como, en Futurama.

Esperamos que hayáis disfrutado de este artículo 🙂

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Fuentes y más info:

https://www.space.com/39113-star-wars-hyperdrive-light-speed-tech.html?utm_source=notification

https://www.space.com/29363-impossible-em-drive-space-engine-nasa.html

https://arxiv.org/pdf/gr-qc/0207109.pdf

http://www.oei.es/historico/divulgacioncientifica/noticias_010.htm

Héctor Montoya

Héctor Montoya

Codirector de Planeta Incógnito en Planeta Incógnito
Diseñador Gráfico y Web, Héctor es probablemente el miembro más "cientificista" del grupo si no lo es ya de por sí Planeta Incógnito.
Acostumbrado a la búsqueda de documentación le encantan los enigmas científicos como podréis leer en muchos de sus artículos aí como en el programa de Radio
Héctor Montoya

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