Check the new version here

Popular channels

Los problemas del motor warp







En el post anterior ya hablé de las posibilidades teóricas del motor warp. Pero en ese post ya se indicaba que tenía algunos problemillas dicho motor, siendo el primero la increíble cantidad de energía que utiliza. Sin embargo tiene otros problemas más serios, que pasamos a revisar ahora.


Capitán Kirk, hemos perdido el control de la Enterprise. Señor Sulu, ¡en realidad nunca lo hemos tenido! (Primer problema: la dirección)

Ya sabemos que el motor Alcubierre lo que hace es contraer el espacio-tiempo que está adelante y estirarlo hacia atrás, lo que significa en otras palabras expandir el espacio-tiempo más rápido que la luz (esto es lo teóricamente posible, y es lo que de hecho se supone que va a ocurrir con nuestro universo cuando se extinga).


Esquema de la propulsión warp.

Sin embargo, este tipo de propulsión presenta un serio problema, a saber: el físico Sergei Krasníkov se dio cuenta de que una nave estelar que estuviese alojada en el centro de una burbuja warp como la que había propuesto Miguel Alcubierre, sería imposible de controlar por la tripulación. Esto era así porque, según Krasníkov demostró, debería existir una región comprendida entre las paredes interior y exterior de la burbuja que estaría desconectada causalmente de la nave, es decir, ninguna orden emitida desde el puente de mando podría alcanzar la parte exterior de la misma. ¿Y eso por qué es importante? Simplemente porque para cambiar de dirección, necesitamos controlar el frontal de la burbuja.

La consecuencia de todo lo anterior es que una nave estelar como la Enterprise que viajase a lomos de una burbuja warp como la descrita se comportaría de modo similar a como lo hace un tren o un tranvía, es decir, como si tuviese fijado de antemano el camino por el que debería discurrir su periplo. El espacio intergaláctico debería estar sembrado de algo similar a las autopistas, con trazados fijos. El rumbo no podría modificarse de ninguna manera posible desde el interior de la nave. Bueno, no es que represente un gran problema, pero obliga a planificar cuidadosamente el viaje (no queremos frenar enfrente de un planeta o una estrella), y a mejorar nuestros equipos y procedimientos de telemetría…


Tal vez el universo debiera estar lleno de "vías" fijas y seguras para poder moverse a velocidad warp.



¿Es una supernova? ¿Es el Big Bang? ¡No! ¡Es una nave warp! (Segundo problema: el estallido post warp)

¿Ya planificaste tu viaje con los amigos a una estrella o planeta lejano? ¿Ya quieres probar tu recién instalado Motor Warp de Alcubierre MVL3000 para llegar en un instante a tu destino? Ten cuidado, pues tu llegada puede terminar de forma catastrófica desintegrando cualquier cosa que se encuentre en el puerto de arribo.

Para no seguir explicando el funcionamiento del motor warp, sólo diré que cuando la nave alcanza su destino, tiene que pararse. Y aquí es donde se produce la catástrofe con terribles consecuencias.

Investigadores de la Universidad de Sídney han realizado algunos avances calculando los efectos del viaje espacial superlumínico mediante un motor de Alcubierre, teniendo en consideración los muchos tipos de partículas cósmicas que se encontrarían por el camino. Y es que el espacio no es sólo un gran vacío entre el punto A y el punto B… está lleno de partículas con masa (así como de otras sin masa).


Hay que recordar que por más planificado que está el viaje, igual irás recolectando partículas potencialmente letales.

Lo que el equipo de investigación – liderado por Brendan McMonigal, Geraint Lewis, y Philip O’Byrne — ha encontrado es que estas partículas pueden ser “barridas” hacia la burbuja warp y centrarse en regiones por delante y detrás de la nave, así como dentro de la propia burbuja.
Cuando la nave con motor de Alcubierre frena desde una velocidad superlumínica, las partículas que ha recopilado la burbuja se liberan en un energético estallido. En el caso de las partículas delanteras, el estallido puede ser muy energético – suficiente para destruir a cualquiera que esté en el destino directamente frente a la nave.

“Cualquier persona que esté en el destino”, concluye el artículo del equipo, “sería arrasado por rayos gamma y partículas altamente energéticas debido al extremo desplazamiento al azul de las partículas de la región (delantera)”.


Sería triste que al llegar a destino, no hubiera nada por culpa de la radiación que se libera al frenar...

Otra cosa que encontró el equipo es que la cantidad de energía liberada depende de la longitud del viaje superlumínico, pero potencialmente no hay límite a su intensidad. “Es interesante apuntar que, el estallido de energía liberado en la llegada al destino, no tiene un límite superior”, dice McMonigal a Universe Today en un correo electrónico. “Simplemente puedes seguir viajando distancias cada vez más grandes e incrementar la energía que se liberará tanto como quieras”, en uno de los extraños efectos de la Relatividad General.

Por desgracia, incluso para viajes muy cortos, la energía liberada es tan grande que arrasarías por completo cualquier cosa que esté frente a ti.


Teóricamente, mientras más largo el viaje, hay más destrucción garantizada.

Entonces, ¿cómo evitar la desintegración de tu puerto de destino? Puede ser tan simple como orientar tu nave un poco hacia un lado… o puede que no. La investigación se centra sólo en el espacio plano delante y detrás de la burbuja warp; ¡pero los letales haces de partículas postwarp podrían terminar saliendo disparados en todas direcciones!

Mas para fortuna de los habitantes de Vulcano, Tatooine y cualquier conocido de Kepler 22b, el motor warp aún es teórico en gran parte. Ahora pasamos al tercer y más grave problema (para los que están adentro de la burbuja).


¿Adelante? Blanco. ¿Atrás? Negro. ¿Y al medio? Calor, mucho calor. (Tercer problema: la radiación de Hawking)


El comienzo del horizonte blanco.

Bien, ya tenemos a nuestra nave warp viajando en su burbuja. Planificamos tan bien nuestro viaje, que no tenemos obstáculos adelante, y no achicharraremos a nadie a nuestra llegada. Pero tenemos un aguafiestas. ¿Quién? Carlos Barceló, investigador del CSIC del Instituto de Astrofísica de Andalucía.

Barceló explica: “Una nave dentro de la burbuja alcanzaría su destino sin moverse por la distorsión local del espacio tiempo, igual que un surfista situado sobre la cresta no ejerce un movimiento propio pero alcanza la orilla gracias al de la ola”. Sin embargo, expone, hay un punto que no se había contemplado hasta el momento y que puede afectar al movimiento de esa burbuja: cómo actúan las fluctuaciones cuánticas ante las curvaturas.

De acuerdo con las estimaciones del trabajo, si la burbuja se desplaza a velocidad superior a la de luz, los tripulantes verán como las paredes anterior y posterior se comportan respectivamente como un horizonte negro y otro blanco, similares a los que tienen los agujeros negros. Así, si el astronauta de la nave mira hacia atrás no verá absolutamente nada, un horizonte negro, ya que se está desplazando a mayor velocidad que la luz y ninguna señal puede alcanzarle; en cambio, la proa de la nave recibirá todas las señales, y por ello se habla de horizonte blanco (y tampoco se verá nada).


¡No se ve nada! ¡No se ve nada!

Barceló y su equipo calcularon cómo se comportan las fluctuaciones cuánticas en ambos horizontes cuando la burbuja se acerca a la barrera de la luz, y han hallado dos efectos que impiden el viaje. En ambos casos, el escollo se encuentra en el vacío del Universo. Según la teoría cuántica, en este estado la energía no es equivalente a cero, sino que de forma constante nacen y se aniquilan parejas de partículas tan rápido que resulta imposible detectar su presencia, y por ello se conocen como partículas virtuales. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, como una fuerte distorsión del espacio tiempo, esas partículas pasan a ser reales. Esto es lo que ocurre en ambos horizontes de la burbuja ideada por Alcubierre, con consecuencias negativas.


Esquema de los horizontes previstos por Barceló & Cía.

En el horizonte negro, el astronauta se toparía con la radiación de Hawking, enunciada por Stephen Hawking en 1974. Se trata de un efecto conocido en los agujeros negros debido a la creación y destrucción de parejas de partículas: el enorme campo gravitatorio del agujero negro puede romper el par y absorber una de las partículas, mientras que la otra escapa. Así se produce un resplandor que procede del horizonte y que, en el caso de la burbuja, depende del grosor de la pared: una pared fina, más fácil de obtener en teoría, presentaría temperaturas muy altas que podrían destruir la nave que viajara en su interior.

Pero, aunque pudieran construirse paredes tan gruesas que la temperatura producida por la radiación de Hawking no fuera un obstáculo, el horizonte blanco supone un impedimento insalvable, según la investigación. La contracción del espacio tiempo en la parte delantera produciría igualmente la ruptura de pares de partículas, con la diferencia de que irían amontonándose en la pared. “Este fenómeno provocaría un crecimiento exponencial de energía incontrolable, y hace inconsistente la construcción porque tiende a autodestruirse”, apunta Barceló. “O inventamos una manera de contrapesar esa energía con una energía inversa, lo cual parece inverosímil, o simplemente hay que admitir que no podemos superar la velocidad de la luz por razonables periodos de tiempo”, añade el investigador del CSIC.


Tal vez éste sea el destino de una nave espacial si no se pueden contrarrestrar los efectos de ambos horizontes.

Otra opción consiste en no atravesar la barrera de la luz, de modo que no se produjeran horizontes, ni radiación de Hawking, ni altas temperaturas. Como Barceló señala al final del artículo, “quizá viajar al 99% de la velocidad de la luz no esté tan mal, después de todo”.


Para Finalizar

Por último, y a modo de reflexión, no hay que ponerse tristes porque aparentemente no hay esperanzas para el motor Warp. De hecho, puede que todos estos trabajos no estén pensados para realizar un viaje interestelar, sino más bien para el desarrollo de las teorías físicas que tenemos, ver sus limitaciones y hacer avanzar la ciencia, ya que de eso se trata todo, ¿no?, de hacer cada vez más ciencia. Además, claro está, de servir para que los físicos se diviertan, pues sin esa diversión simplemente no habría Física Teórica.



Tal vez nunca la veamos, pero no está mal soñar con ella...


Post anterior:
http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/18004806/Podria-el-motor-Warp-convertirse-en-una-realidad.html

En este post, todos pueden comentar, pero los comentarios fuera de lugar serán borrados.
+1
0
0
0No comments yet