Los motores warp tienen una larga historia de no existir, a pesar de su presencia omnipresente en la ciencia ficción. El escritor John Campbell introdujo por primera vez la idea en una novela de ciencia ficción llamada Islands of Space.
En la actualidad, gracias a Star Trek en particular, el término es muy familiar. Es casi una referencia genérica para los viajes supraliminales a través del hiperespacio. Si el motor warp existirá o no es un problema de física que los investigadores aún están tratando de resolver, pero por ahora, es teórico.
Recientemente, dos investigadores analizaron qué sucedería si una nave con motor de curvatura intentara entrar en un agujero negro. El resultado es un interesante experimento mental. Puede que no conduzca a motores de curvatura del tamaño de una nave espacial, pero podría permitir a los científicos crear versiones más pequeñas algún día.
Remo Garattini y Kirill Zatrimaylov plantearon la teoría de que un motor de este tipo podría sobrevivir dentro de un agujero negro llamado Schwarzschild, siempre y cuando la nave cruce el horizonte de sucesos a una velocidad inferior a la de la luz.
En teoría, el campo gravitacional del agujero negro disminuiría la cantidad de energía negativa necesaria para mantener el impulso.
Si así fuera, la nave podría atravesarlo y, de algún modo, utilizarlo para llegar a otro lugar sin ser aplastada. Además, las matemáticas que sustentan esta idea indican el camino hacia la posible creación de minimotores warp en entornos de laboratorio.
¿Qué es un Warp Drive?
¿Podrían los científicos construir un micro o minimotor de curvatura en el laboratorio? Buenas preguntas. Para entender el trabajo del equipo, veamos los principales protagonistas de esta investigación: los motores de curvatura y los agujeros negros.
La idea se inspira en el hecho de que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz. Dadas las distancias en el espacio, viajar a la estrella más cercana llevaría años (si pudiéramos viajar a la velocidad de la luz).
Cruzar una galaxia o llegar a galaxias más lejanas llevaría años y muchas vidas. Por lo tanto, si quieres ser una especie que viaje por el espacio, debes viajar más rápido que la luz (FTL).
¿Cómo lo harías? Aquí es donde entran en juego los motores warp. En teoría, te permiten poner tu nave espacial dentro de una burbuja que podría deslizarse por el espacio a velocidades superiores a las del universo.
Así es como las naves espaciales de Star Trek (y otras historias de ciencia ficción) recorren enormes distancias tan rápido. Las naves de Star Trek utilizan una fuente de energía en un “núcleo de curvatura” para alimentar los generadores de campo de curvatura. Estos crean la burbuja de curvatura en el subespacio. La nave la utiliza para ir a donde la tripulación necesite estar.
¿A los físicos les gusta el motor warp?
Este tipo de propulsión a velocidad de curvatura es una idea tentadora que tiene muchas salvedades. Por ejemplo, generar un campo de curvatura requiere una cantidad descomunal de energía. Algunos físicos sugieren que se necesitaría más energía de la que somos capaces de generar. Crear esa energía requeriría enormes cantidades de materia exótica, algo así como el “unobtanium”. Así que ahí está el problema.
Otros dicen que la creación de un motor de este tipo va en contra de nuestra comprensión actual de la física del espacio-tiempo. Sin embargo, eso no ha impedido que nadie haya especulado sobre formas de hacerlo posible. Por ejemplo, el físico mexicano Miguel Alcubierre tuvo una idea para un motor de este tipo en 1994.
Sugirió que podría crear una burbuja que desplazaría el espacio alrededor de un objeto. Ha continuado su investigación sobre una nave que podría llegar a algún lugar más rápido que la luz.
Sin embargo, él y otros aún señalan varios problemas con la creación y el mantenimiento de un motor de curvatura. Eso incluye la idea de que dicho motor se aísla efectivamente del resto del Universo. Entre otras cosas, significa que la nave no puede controlar el motor que la hace funcionar. Por lo tanto, todavía hay algunos errores que resolver.
Acerca de los agujeros negros
Los agujeros negros que conocemos mejor son los de masa estelar y los supermasivos, que también tienen discos de acreción que transportan material hacia el interior del agujero negro.
Por ejemplo, el agujero negro supermasivo central llamado Sagitario A* en nuestra galaxia, la Vía Láctea, devora periódicamente material y luego emite una oleada de radiación. Otras galaxias más activas emiten chorros de material a medida que el agujero negro supermasivo central se alimenta continuamente.
Un agujero negro es una concentración de masa con una gravedad tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. En su estudio sobre los agujeros negros y los motores de curvatura, los autores utilizaron los agujeros negros de Schwarzschild.
Estos agujeros negros, denominados simples y “estáticos”, curvan el espacio-tiempo, no tienen carga eléctrica y no giran. En esencia, son buenas aproximaciones para las exploraciones matemáticas de las características de los objetos que giran lentamente en el espacio.
Cuando una nave con motor warp cruza hacia un agujero negro
El agujero negro de Schwarzchild es el agujero negro “perfecto” para utilizar en esta exploración teórica de un motor de curvatura que cruza el horizonte de sucesos. Para determinar el escenario, Garattini y Zatrimalov decidieron combinar matemáticamente las ecuaciones que describen el agujero negro y las que describen el motor de curvatura.
Entre otras cosas, descubrieron que es posible “incrustar” el motor de curvatura en la región exterior del agujero negro. La burbuja de curvatura en sí es mucho más pequeña que el agujero negro y necesita moverse hacia él.
La gravedad del agujero negro afecta las condiciones energéticas necesarias para crear y mantener el impulso de curvatura. Eso significa que, en teoría, se puede reducir la cantidad de energía negativa necesaria para mantener la burbuja de curvatura. Además, los investigadores sugieren que si la burbuja de curvatura se mueve a una velocidad menor que la de la luz, borra efectivamente el horizonte del agujero negro.
El equipo de investigación también describió la idea de que tal fenómeno podría provocar la conversión de partículas virtuales en partículas reales en un campo eléctrico. De ser así, podría conducir a la creación de minimotores de curvatura en el laboratorio.
Cambiando un poco el agujero negro
Curiosamente, el equipo también sugiere que, si la burbuja de curvatura se mueve lentamente y es mucho más pequeña que el horizonte del agujero negro, podría aumentar la entropía del agujero negro.
Sin embargo, como afirman en sus argumentos finales, “existen problemas potenciales en otras situaciones físicas: a saber, cuando el motor de curvatura es absorbido completamente por el agujero negro, puede disminuir su masa y, por lo tanto, su entropía.
De la misma manera, cuando una burbuja de curvatura más grande pasa a través de un agujero negro, se produciría un efecto de “protección” y eliminaría de facto el horizonte, lo que haría imposible definir la entropía del agujero negro en el sentido de Hawking. Si los impulsos de curvatura son posibles en la naturaleza, estos problemas indican que aún no los entendemos desde el punto de vista termodinámico”.
La tecnología Warp Drive aún está por verse
Así pues, aunque esta investigación puede resultar valiosa en teoría y podría conducir a la producción en laboratorio de miniagujeros negros, quedan muchas preguntas por responder. Tal vez en el futuro, cuando comprendamos la mecánica cuántica que se esconde detrás de ambos objetos, podamos considerar que la tecnología de curvatura es una apuesta segura.
Si es así, mientras las naves viajan a través de agujeros negros, podríamos enfrentarnos a una situación extraña. Por ejemplo, las señales provenientes del interior de un agujero negro podrían ser transportadas por una burbuja de curvatura que se fusiona con la singularidad.
Eso nos permitiría enviar imágenes o grabaciones de cómo es el interior del horizonte de sucesos, algo que nadie conoce hoy en día. También existe la posibilidad de que esos temibles agujeros negros hagan que sea menos difícil lograr un motor de curvatura, ya que no necesitarán tanto material exótico de “energía negativa”.
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