Como es imposible viajar más rápido que la luz (y, de hecho, ni siquiera se puede viajar al 100%, porque haría falta energía infinita), hace falta algún método distinto para cubrir grandes distancias en el universo. El motor de curvatura de Alcubierre es una posibilidad... 
Lo cierto es que, aunque parece un concepto propio de la ciencia ficción. Es un dispositivo que nos podría permitir viajar más rápido que la luz sin violar las leyes de la física. Algo interesante si queremos viajar a otros lugares de la galaxia en un tiempo razonable.
Pero llegados a este punto, seguramente te estés preguntando varias cosas. ¿Cómo funciona? ¿es realmente posible cubrir grandes distancias sin viajar más rápido que la luz? Aunque parezca un concepto de ciencia ficción, su base está en la ciencia real. Vamos a repasarlo.
Hay que decir que en la ciencia ficción es muy habitual utilizar métodos de viaje más rápidos que la luz. Aunque es físicamente imposible, es un recurso necesario para que los personajes de la historia puedan visitar muchos mundos en el curso de apenas unos pocos años.
De todos los métodos propuestos, los más comunes son el hiperespacio y el viaje superlumínico. El primero es algo así como una región conectada a nuestro universo en la que sí es posible viajar más rápido que la luz. La explicación, si es que la hay, varía de autor a autor.
El segundo es, simplemente, viajar más rápido que la luz. Pero este método es físicamente imposible. A partir de aquí ya nos encontramos con métodos que sí se rigen por ciencia real. Como los agujeros de gusano. Quizá existen, pero son posibles:
El motor de curvatura de Alcubierre, sin embargo, es uno de los más interesantes por lo que plantea. Hay que decir que se trata de una solución especulativa. Es decir, al menos en teoría, parece posible por lo que dicen las ecuaciones de la teoría de la relatividad de Einstein.
No voy a ahondar en la teoría de la relatividad, ni las ecuaciones del campo de Einstein. Esto último es un conjunto de 14 ecuaciones que describen, precisamente, como interactúan el espacio, el tiempo y la energía, hable de la relatividad aquí:
Desde que Einstein propusiese su teoría especial de la relatividad en 1905, los científicos han trabajado bajo las restricciones impuestas por un universo relativista. Una de esas restricciones es el hecho de que la velocidad de la luz es inviolable. Nada puede ir más rápido.
Así que esto nos obliga, si queremos ser científicamente correctos, a descartar opciones como viajar más rápido que la luz para poder desplazarnos por el espacio. Desde aquel famoso enunciado de Einstein, los científicos e ingenieros han logrado romper la barrera del sonido.
También han desafiado la gravedad de la Tierra, lanzando naves al espacio. La velocidad de la luz, sin embargo, parecía una barrera que nunca podría ser traspasada. Al menos hasta que Miguel Alcubierre (@malcubierre), propuso una manera de estirar el tejido del espacio-tiempo.
En teoría, algo así debería permitir el viaje más rápido que la luz. El método por el que funciona el motor es, creo, bastante fácil de entender. Si podemos estirar el espacio-tiempo en una ola, podríamos provocar (en teoría) que el espacio por delante de un objeto se contraiga.
Además, en consecuencia, el espacio por detrás se expande. Una nave dentro de esta ola podría navegar la región, a la que se le denomina una burbuja de curvatura. A este concepto, si no me equivoco, es lo que se denomina Métrica de Alcubierre, que es la base de la idea.
Dentro del contexto de la relatividad general, la métrica permite que en una región plana del espacio-tiempo pueda aparecer una de estas burbujas de curvatura. Esa burbuja tiene la capacidad de alejarse a velocidades que superan la velocidad de la luz, por raro que parezca.
Su interior es el marco de referencia inercial para cualquier objeto que se encuentre en el interior. Vale, sí, la frase seguramente suena inexplicable. Pero vamos a ver, de forma sencilla, de qué estoy hablando y por qué decimos que la idea del motor tiene una base real.
En este modelo, la nave no se está moviendo dentro de la burbuja. En su lugar, es la propia burbuja la que lo arrastra a medida que se mueve a través del espacio. Es decir, la nave en realidad no está viajando. Es el propio espacio el que viaja más rápido que la luz.
La idea quizá te resulte familiar si alguna vez has oído hablar de la expansión del universo. Aunque nada “dentro” (por decirlo de alguna manera) del cosmos puede viajar más rápido que la luz, no hay nada que diga que el propio espacio en sí no pueda hacerlo.
De hecho, al observar el espacio, vemos que las galaxias más distantes se alejan a velocidades superiores a las de la luz, desde nuestra perspectiva. No es que se muevan más rápido que la luz, sino que el espacio entre ambas galaxias el que se expande a esas velocidades.
Así que dentro de la burbuja planteada por Miguel Alcubierre, los efectos típicos de la relatividad, como la dilación del tiempo (que hace que el tiempo pase más lento cuanto más nos acercamos a la velocidad de la luz) no se aplican. La relatividad funciona de forma normal.
Porque en ningún momento nuestra nave se está moviendo más rápido que la luz. De hecho, un rayo de luz fuera de la burbuja siempre se moverá más rápido que la nave. Nuestra nave solo es más rápida que la luz en el sentido de que puede alcanzar su destino antes que la luz.
Como toda hipótesis, el motor de curvatura de Alcubierre presenta sus propios problemas. El primero, y seguramente más evidente, es que no conocemos ningún método que nos permita crear una burbuja de curvatura en una región del espacio que no contenga una ya. No sabemos crearlas.
La segunda, suponiendo que tuviésemos la manera de crear esa burbuja, es que no conocemos ninguna manera de abandonarla. Por tanto, el motor de curvatura de Alcubierre (y por tanto, la métrica de Alcubierre) permanecen en la categoría de hipótesis. Científicamente son posibles
También hay que decir que ha habido algunos intentos de desarrollo. En 1996, la NASA inició un proyecto conocido como el Breakthrough Propulsion Physics Project (abreviado BPP). El objetivo era estudiar diferentes propuestas y tecnologías. Dejó de financiarse en 2002.
Aquello provocó que el fundador, Marc G. Millis, y varios miembros, creasen la Fundación Tau Zero. Esta organización, denominada así en honor a la novela del mismo nombre, de Poul Anderson, está dedicada a la investigación del viaje interestelar desde entonces.
En 2012, el Laboratorio de Física de Propulsión Avanzada de la NASA anunció que habían comenzado sus experimentos para ver si es posible fabricar un motor de curvatura. Construyeron un dispositivo (un interferómetro) para buscar posibles burbujas de curvatura.
Es decir, el objetivo era intentar detectar las distorsiones espaciales producidas por la expansión y contracción del espacio-tiempo según la métrica de Alcubierre. Todo esto está descrito en un estudio de la NASA, que podéis encontrar aquí si os interesa: ntrs.nasa.gov/archive/nasa/c…
El propósito era crear una burbuja de curvatura microscópica. Aunque de dimensiones minúsculas, sería una perturbación del espacio-tiempo. Según los cálculos, una burbuja podría permitirnos llegar a Alfa Centauri (el sistema estelar más cercano al Sol) en solo dos semanas.
Lo más interesante es que ese sería el tiempo transcurrido tanto en la Tierra como para alguien en el interior de una nave en ese viaje. Así que, en teoría, los astronautas disfrutarían de un viaje muy cómodo. Por cierto, hablé de Próxima b aquí:
Cuando pensamos en el futuro de la exploración espacial, hay preguntas difíciles que no podemos ignorar. Pensar en cuánto nos puede llevar alcanzar la estrella más cercana puede ser desesperante. Al menos sin algún método que nos permita viajar más rápido que la luz.
Cómo podemos esperar ser una especie interestelar si todos los métodos disponibles nos obligarían a pasar siglos de viaje? ¿O si solo podemos a utilizar sondas microscópicas para llegar a otras estrellas? Con nuestra tecnología actual, es evidente que no lo conseguiríamos.
Por ahora, no parece posible que vayamos a ver el motor de curvatura de Alcubierre en funcionamiento. Los intentos para hacer funcionar esta teoría han terminado, al menos hasta el momento, en fracaso o dando resultados inconclusos. Pero todavía queda mucho camino por delante.
Si algo nos ha enseñado nuestra propia historia, es que lo que consideramos imposible cambia con el paso del tiempo. Quién sabe lo que podríamos pensar en sólo unas décadas, o cómo lo verán nuestros descendientes. Eso sí, esto tampoco quiere decir que sea posible.
De hecho, aunque puede resultar descorazonador, cabe la posibilidad de que, realmente, no haya forma alguna de cubrir grandes distancias en el espacio con estos métodos. Si es así, estamos condenados a embarcarnos en viajes espaciales extremadamente largos, de miles de años.
Por lo menos si queremos aspirar a llegar a otros sistemas estelares. Porque cuanto más nos acercamos a la velocidad de la luz, más extremas son las condiciones a las que se tienen que enfrentar los astronautas. A esa velocidad, incluso un átomo es como una bala.
Pero, como decía Carl Sagan, somos una especie joven. Hay mucho que no conocemos. Quizá haya una forma de viajar rápido por el universo sin violar las leyes de la física. Quizá, incluso, sea algo como el motor que describe el profesor Alcubierre. O quizá seamos muy optimistas.
Porque no hay que olvidar, por citar otra frase célebre, que el universo no tiene ninguna obligación de tener sentido para nosotros. Tampoco de cumplir con nuestras expectativas, por mucho que queramos viajar más rápido que la luz. Pero tarde o temprano daremos con la respuesta.
Es lo que hace funcionar a nuestra sociedad. Es la base de la ciencia. Hacerse preguntas e intentar dar con las respuestas. Y cuando damos con las respuestas, hacerse nuevas preguntas (muchas veces por la propia respuesta) y seguir avanzando para comprender mejor el cosmos.
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