La serie de ciencia ficción Star Trek se encargó de popularizar la velocidad warp o en español, empuje de curvatura. Gracias a la serie, la distorsión del tiempo-espacio se consideró por los espectadores y gustosos de la ciencia, como una manera de propulsión para naves intergalácticas. No obstante, esta teoría no surgió con Star Trek desde luego, ya era una idea básica de la ciencia ficción mucho antes de que la serie naciera. Pero sí que es verdad que gracias a Star Trek, esta tomó gran relevancia, tanto que logró abrirse camino entre aquellos científicos que se preguntaron si en verdad es posible la velocidad warp.
El espacio interestelar es tan vasto que no cabe en la estructura mental humana, tan es así que la primera nave lanzada por los humanos hace más de 40 años, la Voyager 1, apenas alcanzó el límite del Sistema Solar. Bajo esta premisa, un desplazamiento galáctico es apenas posible en la imaginación de los científicos. No hemos llegado hasta el tipo de tecnología que nos ahorre décadas y hasta siglos que tardaría una nave convencional en atravesar tan sólo 1 año luz. Para ponerlo en contexto, la Voyager 1 que está más allá de Plutón en la Nube de Ort, ha recorrido durante 40 años sólo 19 horas luz. Cuando las unidades astronómicas salen a colación, simplemente hay que prepararse para pensar en otra escala a la que no estamos acostumbrados.
Bajo este contexto, aquellos soñadores de la exploración intergaláctica deben pensar más allá de lo tradicional. La propulsión a chorro poco podría hacer por nosotros para trasladarnos grandes distancias en el vasto Universo. Quizá sea por esto que ideas de la ciencia ficción se filtran entre la realidad, en búsqueda de nuevos métodos. Después de todo, imaginar no cuesta nada y en la ficción no debes atarte a las reglas de la física… Eso hasta que alguien decide traer la idea a los hechos reales.
Gracias a Albert Einstein y su teoría de la Relatividad General, sabemos que la gravedad no es una fuerza como tal, es más bien la masa (o energía) capaz de curvar el espacio-tiempo. Y que este a su vez moldea el Universo como si se tratase de plastilina. Esta teoría que vino a cambiar nuestra perspectiva de la física y el espacio, presenta al espacio-tiempo como una ‘tela’ de 4 dimensiones. Una capaz de doblarse, curvarse y deformarse. Además, también está el hecho de que ningún objeto puede viajar más rápido que la luz. Pero, ¿qué tiene que ver esto con la velocidad warp?
La ciencia detrás de la velocidad y los impulsores warp
Pues bien, hasta 1994 la velocidad warp se había mantenido como ciencia ficción. Según lo descrito hasta ese entonces, el impulso warp involucra la deformación del espacio-tiempo para que dos ubicaciones distantes puedan acercarse. No había sustentación científica detrás de esto.
No obstante, poco tardaría para que el mexicano Miguel Alcubierre escribiera una solución básica a las ecuaciones de la Teoría de Relatividad General de Einstein. Esta solución representa una región que comprime el espacio-tiempo por delante y expande el espacio-tiempo detrás, creando así una especie de burbuja de deformación viajera que cubre a la nave. Este principio es muy básico, imagina que estás sentado frente a una mesa donde hay una tela cubriéndola. En el extremo contrario tuyo se sitúa un objeto que deseas alcanzar. Si contraes la tela lo suficiente tirando de ella, harás que el objeto se acerque hacia ti. Algo así como que si la montaña no va a Mahoma, entonces Mahoma irá a la montaña. Aunque claro, la ciencia detrás de aplicar esto en el espacio, es más que sólo tirar de una tela, hay que deformar el tiempo-espacio.
Y aunque la solución de Alcubierre se basa en un modelo matemático real, hay muchos factores que no podrían hacer posible alcanzar una velocidad superluminínica (más rápida que la luz) con una métrica Alcubierre (como se le llamó). La más relevante es que este tipo de impulso requiere enormes cantidades de material con densidades de materia negativa. Y tal cosa no existe en el universo.
Nuevas aportaciones al tema
Aun así, la idea de alcanzar velocidades superlumínicas sigue presente en los deseos de los científicos. Recientemente Alexey Bobrick y Gianni Martire escribieron un artículo muy interesante donde desarrollaron un modelo de espacio-tiempo que se ciñe a las leyes de la física conocida.
Entender las ecuaciones de la Relatividad General es sinónimo de comprender qué hay de cada lado del signo igual. Si lo ponemos en palabras más claras, primero tenemos la configuración de la materia (o energía), misma que nos arroja una forma determinada del espacio-tiempo. Tradicionalmente así es como se piensa, pero también podemos hacerlo a la inversa. Es decir, estipular la forma del espacio-tiempo que se requiere y entonces analizar qué tipo de configuración de la materia lo produciría.
En ese sentido, Bobrick y Martire analizaron cómo todos los impulsores warp se componen de tres regiones: un espacio-tiempo interior (espacio del pasajero), un caparazón de material con energía positiva o negativa (región de deformación) y un espacio-tiempo exterior, lo suficientemente lejos que parece uno normal, es decir, no deformado.
Con este método lograron dilucidar qué sí era posible para alcanzar la velocidad warp y qué no. Demostraron que se puede utilizar materia normal para crear un impuso warp, aunque este se movía más lento que la velocidad de la luz. Pero incluso con esta condición, producía un área de pasajeros donde el tiempo fluía a un tiempo diferente al del espacio-tiempo, evadiendo así la dilatación temporal. Entonces, aunque no alcanzara la velocidad de la luz, técnicamente sigue siendo un impulsor warp que utiliza materia normal.
Pero, y siempre hay un gran pero, también se dieron cuenta de que no hay manera de acelerar el impulsor warp más allá de la velocidad de la luz. Todavía está la restricción de cruzar la barrera de la luz. Por lo tanto, para desilusión de aquellos amantes de Star Trek y la ciencia ficción de exploración a la velocidad ultralumínica, la velocidad warp sigue sin tener una salida viable para aplicación. Pero al menos, la ciencia detrás de los warp sigue avanzando y quizá un día, los científicos logren llegar a una solución aplicable. Mientras tanto, se siguen desarrollando propulsiones a chorro y recientemente a láser.
Referencias: Bobrick, A. Martire, G. (2021). Introducing Physical Warp Drives. Cornell University. DOI
