Viajes Interestelares

En la realidad actual en la que vivimos, nos guste o no, la humanidad está aislada del resto de estrellas y planetas por culpa del inmenso espacio que nos separa de ellas. La ciencia ficción está llena de soluciones que nos permiten viajar a otros planetas, incluso a otras galaxias.

El salto de los viajes espaciales de la ciencia ficción a la ciencia se produjo con la entrada en el siglo XX, y más concretamente en el año 1903, tras la publicación del libro "Исследование мировых пространств реактивными приборами" (Exploración del espacio cósmico por medio de motores de reacción), de Konstantín Tsiolkovski donde se expone de forma detallada la posibilidad de viajar al espacio exterior gracias a la recientemente descubierta tecnología de los motores a reacción.

El principio de funcionamiento del motor de cohete se basa en la tercera ley de Newton, la ley de la acción y reacción, que dice que "a toda acción le corresponde una reacción, con la misma magnitud, misma dirección y sentido contrario".

La nave espacial más rápida lanzada desde la Tierra fue la misión New Horizons de la NASA, que está en camino a Plutón. En enero de 2006 la sonda salió de la Tierra a 58.000 kilómetros por hora. A esta velocidad, si mis cálculos no fallan, harían falta casi 84 mil años para llegar a la estrella más cercana. Analicemos por lo tanto otros métodos de viaje interestelar, más rápidos pero menos reales.

 

Viajes interestelares de ciencia ficción

Más rápido que la luz

Crear una nave capaz de viajar más rápido que la velocidad de la luz es una Imposibilidad de Clase III, es decir, es una tecnología que viola las leyes conocidas de la física.

 E=\frac{mc^2}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}

La ecuación anterior nos dice la energía de una partícula dependiendo de su masa  m y de su velocidad v. Se puede deducir rápidamente a partir de esta ecuación que cuando aumentamos la velocidad aumenta la energía del objeto y tiende a infinito cuando nos acercamos a la velocidad de la luz. Se puede decir de otro modo: cuando nos acercamos a la velocidad de la luz la masa del objeto aumenta y, por lo tanto, la energía que necesitaríamos para seguir aumentando la velocidad es cada vez mayor y nunca conseguimos darle más velocidad.

Imaginemos por un momento que pudiésemos ir más rápido que la luz simplemente acelerando hasta tal velocidad. ¿Realmente querríamos hacer esto? Me explico: a velocidades relativistas (cercanas a la velocidad de la luz) no sólo cambia la masa, también cambia el tiempo. La fórmula que rige este cambio es la siguiente:

t'=t\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}

donde t' es el tiempo que pasa en la nave a velocidad v mientras en reposo (en la Tierra) pasa un tiempo t. Por ejemplo, si una nave viaja al 99% de la velocidad de la luz durante 1 año en la Tierra habrán pasado algo más de 7 años. ¿Estaríamos dispuestos a pagar el peaje? Si los viajes por encima de la velocidad de la luz se hicieran posibles hoy en día dentro de 3000 años podría haber gente que hubiese nacido ahora, pero que hubiese dado varios saltos entre planetas. Para la persona podrían haber pasado 30 años pero para la humanidad 3000.

Curvando el espacio

¿Que no se puede ir más rápido que la luz? ¡Pues curvamos el espacio y listo! Seguro que casi todos nuestros lectores están familiarizados con la serie Star Trek. En esta serie se hace alusión al concepto de ciencia ficción velocidad de curvatura. El empuje warp, empuje por curvatura, impulso de deformación o impulso de distorsión es una forma teórica de propulsión superlumínica que permitiría propulsar una nave espacial a una velocidad equivalente a varios múltiplos de la velocidad de la luz evitando además los problemas relativistas de dilatación temporal comentados anteriormente. Es una solución muy elegante para poder desarrollar tramas de ficción entre varios planetas sin que los protagonistas vayan muriendo de viejos. No merece mucho la pena entrar en el detalle ficticio del funcionamiento de esta tecnología. Simplemente comentaré se trata de un sistema de energía basado en la reacción materia-antimateria que proporciona la energía suficiente como para generar la distorsión del espacio-tiempo que se representa en la siguiente figura.

300px-Star_Trek_Warp_Field

Si el espacio fuese igual que en la figura anterior, una nave al avanzar hacia la derecha (delante) se alejaría muchísimo más rápido de la parte de la izquierda (atrás) que si el espacio fuera una rejilla uniforme. Técnicamente la nave no se desplaza a velocidades cercanas a la luz y es por esto que no sufriría dilataciones temporales. Dentro de la burbuja creada por el motor de curvatura el tiempo transcurriría a la misma velocidad que los puntos de origen y destino.

Entre los diferentes físicos teóricos que han analizado esta propulsión, no existe un diseño o hipótesis común que permita definir una teoría sólida para viajar mediante curvatura del espacio-tiempo.

Un estudio de 2008 a cargo de Richard K. Obousy y Gerald Cleaver, de la Universidad de Baylor (Texas), en la que se estudian los efectos de un espacio-tiempo de varias dimensiones (como predice la teoría de cuerdas), estima que la energía necesaria para mover una nave de 1000 m3 a velocidades superlumínicas es de tan solo «solo» 1045 J (el equivalente a la energía contenida en la masa de Júpiter).

Visto lo visto, esta tecnología se podría clasificar como Imposibilidad de clase II: una tecnología que se encuentra en el borde de nuestra comprensión del mundo físico.

Agujeros de gusano

Siguiendo con los atajos para evitar efectos relativistas llegamos a los agujeros de gusano. Los agujeros de gusano son una hipotética característica topográfica del espacio-tiempo descritos en las ecuaciones de la relatividad general. Un agujero de gusano se crearía tras la formación de un agujero negro. Tendría por lo menos dos extremos conectados por un único túnel, pudiendo la materia desplazarse de uno a otro lado. Hasta la fecha no se ha encontrado ninguna evidencia de su existencia, por lo tanto siguen siendo sólo teóricos.

Wormhole-demo

Estos objetos, de ficción pero con cierto apoyo según las teorías físicas actuales, permitirían en definitiva ir de un punto a otro del espacio a través de la flecha verde, evitando el "rodeo" que tendríamos que hacer sin su existencia (flecha roja).

Stargate

El súmmum de los agujeros de gusano lo encontramos en una de mis series favoritas: Stargate-SG1. Imaginad que una civilización consigue un nivel tan avanzado de tecnología y de conocimientos físicos que fuera capaz de entender los agujeros de gusano hasta tal punto de poder crear uno entre dos puntos siempre que quisiesen, pues eso es un Stargate (o "Puerta de las estrellas").

Stargate

 

La mitología sobre el Stargate empieza en el mismo material: Naquadah, un metal super pesado capaz de resistir las elevadísimas cantidades de energía necesaria para abrir un agujero de gusano estable. Funciona como un superconductor en el cuál se almacena la energía necesaria para más tarde abrir el agujero. En el universo Stargate el agujero se puede manterner abierto 38 minutos, poco más, poco menos.

El funcionamiento es similar al de un teléfono: hay que llamar. En lugar de marcar primero el prefijo y después el número, aquí hay que marcar 7 símbolos (que representan las constelaciones). Los 6 primeros señalan la puerta a la que se quiere llamar y el último es el origen.

StargateFun

Cuando se marca una dirección, el Stargate de origen intenta contactar con el de destino, y en caso de que éste lo acepte, abre un agujero de gusano entre ellos. Este agujero solamente permite transportar materia en sentido unidireccional, del origen al destino, pero permite que las ondas electromagnéticas y la energía viajen de forma bidireccional.

En la spinoff de Stargate-SG1, Stargate Atlantis se produce la marcación con un octavo símbolo, lo que permite "llamar" a otra galaxia.

Sin daros más detalles sobre esta serie os animo a que la veáis. Es una maravilla. Sé que son muchas temporadas (10 de SG-1) pero si os gusta la ciencia ficción esta es una de las 3 que hay que ver.

Viajes por el hiperespacio

En la serie de televisión Stargate también se realizan viajes por el "hiperespacio". Esta otra solución sugerida por los escritores de ciencia ficción se trata de no viajar por el espacio tal y como lo conocemos, sino en deslizarse fuera de este y viajar a través del de espacio-tiempo y regresar a nuestro propio universo en algún punto lejos de donde iniciamos nuestro viaje.

La idea básica de lo que es el hiperespacio puede comprenderse cogiendo una hoja de papel y marcando en ella dos puntos alejados. La forma más rápida de viajar entre ellos es a través de la línea recta que los une. Sin embargo, si pudiésemos hacer "trampa", podríamos coger la hoja de papel y la doblaríamos, uniendo directamente los dos puntos, reduciendo a cero su distancia y haciendo el viaje de forma instantánea.

La hoja de papel es bidimensional; para unir los dos puntos se ha usado una tercera dimensión. Nuestro universo es tridimensional; podemos hacer una analogía con la hoja de papel y suponer que lo doblamos en una cuarta dimensión para unir dos puntos alejados miles de años luz, haciéndolos contiguos. Esta cuarta dimensión sería el hiperespacio. El hiperespacio sería entonces ese otro espacio usado como atajo.

Autores más prosaicos, idearon un hiperespacio diferente que consistiría simplemente en una región paralela o coexistente con nuestra realidad dentro de la cual las leyes físicas serían diferentes, posibilitando, por lo tanto, el viaje a velocidades superiores a la de la luz. Esta particularmente es la forma que parece utilizarse en Stargate.

Otras apariciones del concepto de hiperespacio han aparecido en obras como "El ciclo de Trantor" de Isaac Asimov, en Dune, en Star Wars y en la Saga de Ender, entre otras.

Conclusiones

No está todo perdido, estrictamente hoy en día sólo viajar a la velocidad de la luz es una Imposibilidad de Clase III. Quedan esperanzas para la exploración del universo de una forma cómoda y manejable en un tiempo de vida como es el humano.

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