¿Cómo funciona The Warp Drive de Star Trek? » ABC de la ciencia

Warp Drive de Star Trek funciona según el principio de Alcubierre Metric, que curva el espacio-tiempo de tal manera que una nave puede viajar más rápido que la luz.

Star Trek nos ha dado algunos personajes y arcos narrativos muy memorables a lo largo de los años. No creo que nadie pueda olvidar el personaje distinguido de Spock de Nimoy o el icónico USS Enterprise. Star Trek nos dio una idea de cómo podría ser el mundo si dejamos esta galaxia que llamamos hogar y exploramos reinos en las partes más lejanas del universo. Pero, ¿cómo exactamente pudieron Kirk y su tripulación viajar a distancias tan grandes en el universo para sus aventuras? ¡Motor warp!

Leonard Nemoy como Spock

(Crédito de la foto: flickr)

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¿Por qué Warp Drive?

Antes de hablar sobre cómo funciona Warp Drive, debemos entender por qué esos exploradores cósmicos lo necesitaron en primer lugar; para eso, primero tenemos que pensar en el tamaño del universo (alerta de spoiler: es enorme).

La galaxia conocida más cercana a nosotros está a unos 236 000 000 000 000 000 km (146 643 601 368 010 816 millas) de nosotros (eso es más ceros de los que puedo contar con los dedos). Ahora, simplemente arrojar una cifra no te ayuda a imaginar cuán grande es esa distancia, así que intentaré dar algo de contexto.

Lo más lejos que los humanos han podido viajar en el espacio es 400 171 km (248 655 millas), que es alrededor del 0,000000000169564 % de la distancia a la galaxia más cercana.

Para poder cubrir distancias tan grandes en un lapso de tiempo razonable, necesitamos viajar muy rápido, y según Einstein (siempre ahí para arruinar la diversión) hay un límite en la velocidad a la que podemos viajar. Ese límite es la velocidad de la luz. Entonces, suponiendo que encontremos una manera de viajar a la velocidad de la luz, que es de alrededor de 300 000 km/seg (o 186 000 millas/seg), todavía tomaría 25 000 años llegar a nuestra galaxia más cercana.

Extraterrestres esperando la llegada humana durante 25.000 años

Aquí es donde entra Warp Drive, porque puede ayudarnos a viajar más rápido que la velocidad de la luz, que es la forma en que Kirk y su equipo no solo visitan las galaxias más cercanas, ¡sino que van mucho más lejos que eso!

¿Qué es Warp Drive?

Si Einstein está parado firmemente con una señal de límite de velocidad en la carretera interestelar, entonces, ¿cómo se las arregla Warp Drive para ir más rápido que esa velocidad? Bueno, hay una trampa para el límite de Einstein. Técnicamente, la ley establece que ninguna información puede viajar más rápido que la velocidad de la luz. ¿Y qué es la información? La información es cualquier cosa que consiste en energía o materia. Los humanos y nuestras naves espaciales están hechos de energía y materia, y por lo tanto calificamos como información.

Entonces, ¿cómo explota Warp Drive esta ley? Bueno, hace uso de lo único que no cuenta como información: el espacio-tiempo. En la relatividad general, el espacio y el tiempo están interconectados. Uno no puede existir sin el otro. Son las dos caras de una misma moneda. El espacio-tiempo en sí mismo no contiene ninguna información. Aunque se imagina y se concibe visualmente como un tejido, es puramente hipotético.

La burbuja Warp Drive actúa como la ola en un océano.

La burbuja Warp Drive actúa como la ola en un océano. (Crédito de la foto: pexels)

Dado que el espacio-tiempo no tiene significado físico y no cuenta como información, se puede hacer que se acelere más rápido que la velocidad de la luz. Imagina a un surfista surfeando sobre las olas del océano. El surfista mismo no viaja a ninguna parte, sino que simplemente monta la ola que viaja en el océano. En el caso de Warp Drive, el océano es el espacio-tiempo, la ola es la burbuja Warp Drive y el surfista es la nave espacial.

¿Como funciona?

Ahora que tenemos una idea general de lo que es Warp Drive, profundicemos en cómo funciona. Al igual que una ola en el océano, uno crea dos olas en el espacio-tiempo, una frente al barco y la otra detrás del barco. La ola frente al barco baja, mientras que la que está detrás del barco sube. Esto se puede ver claramente en la ilustración.

Alcubierre

Warp Drive parece una burbuja alrededor de la nave espacial donde el espacio-tiempo en frente de la nave se dobla hacia adentro mientras que el espacio-tiempo detrás de la nave se dobla hacia afuera. (Crédito de la foto: AllenMcC./Creative commons)

Intuitivamente podemos entender que la ola de adelante jalaría el barco mientras que la ola de atrás lo empujaría. Ahora, es divertido hablar simplemente de doblar el espacio-tiempo, pero ¿cómo sucede realmente? ¿De dónde viene esta idea? ¿Tiene algún origen en la Física? Bueno, Miguel Alcubierre, un físico teórico de México (y un gran fanático de Star Trek) estaba preocupado por la misma pregunta, que fue cuando se le ocurrió la idea de Alcubierre Drive.

El Alcubierre Drive es una forma de formalizar un Warp Drive utilizando un determinado conjunto de soluciones para las ecuaciones de campo de Einstein (las ecuaciones de campo de Einstein no son más que la ley de gravitación de Newton, pero para casos más generales, donde se pueden aplicar en cualquier escenario físico) . Alcubierre encontró una solución a estas ecuaciones en las que el escenario físico es una burbuja Warp Drive. La solución no es más que una métrica que, en un sentido simple, da la información sobre qué forma tendría el espacio-tiempo en un rango determinado.

Cuando la nave espacial está dentro de esta burbuja, creada por la métrica de Alcubierre, aunque permanece en su lugar en su propio marco de referencia, la burbuja que la rodea se mueve más rápido que la velocidad de la luz y se lleva consigo a la nave espacial. Dado que la nave espacial en sí no se mueve, no experimenta efectos relativistas, como la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud. Esta es la razón por la que los personajes de Star Trek no envejecen de manera diferente mientras viajan a velocidades tan altas (imagina tener que elegir a un hombre cada vez más mayor cada vez que McCoy viaja a otra galaxia).

Conclusión

En teoría, un Warp Drive se puede construir manipulando un área localizada del espacio-tiempo, de acuerdo con la métrica creada por Alcubierre. El Warp Drive de Star Trek funciona con este mismo principio y nos brinda (y al equipo de Kirk) una forma de cubrir vastas distancias intergalácticas. La próxima vez que alguien te regañe por ver otra película de ciencia ficción, diles que estás tratando de encontrar una manera de hacer que todo sea real… ¡eso es lo que hizo Alcubierre!

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