Canal Curiosidades : Un nuevo diseño de nave interestelar nos acerca a los viajes más rápidos que la luz

 Curiosidades

Harold "Sonny" White no es solo un físico teórico perdido en ecuaciones abstractas. Como ingeniero aeroespacial y antiguo responsable de investigar la propulsión avanzada en la NASA, White lleva años trabajando en la idea de una nave más rápida que la luz. Su último trabajo, publicado junto a su equipo del Instituto Casimir, abandona antiguas líneas de investigación para proponer algo radicalmente distinto: una arquitectura segmentada que elimina el clásico anillo de las naves propuestas por el físico argentino Miguel Alcubierre y abre un nuevo camino en el potencial desarrollo de una nave que, sin violar las leyes de la relatividad, pueda llevarnos a otros sistemas estelares en meses en lugar de décadas.​ Y, curiosamente, el resultado del estudio muestra algo parecido a la legendaria nave de ficción de Star Trek, el USS Enterprise.

Según White, esta nueva geometría es una necesidad funcional. "El parecido con las góndolas gemelas de la USS Enterprise no es meramente estético", afirma White, "sino que refleja una posible convergencia entre los requisitos físicos y el diseño de ingeniería, donde las arquitecturas de ciencia ficción insinúan caminos prácticos para configuraciones reales capaces de curvar el espacio". Su estudio demuestra que es posible sustituir el anillo de energía inmanejable por estructuras discretas y controlables, resolviendo así uno de los grandes retos de los diseños de Alcubierre.

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El problema del anillo infinito

El concepto original de motor de curvatura, propuesto por Miguel Alcubierre en 1994, se basaba en una premisa matemáticamente válida pero físicamente infernal: un anillo continuo de energía negativa en forma de dónut que rodea la nave. Para que este diseño funcionara, se requerían cantidades masivas de materia exótica distribuidas uniformemente alrededor de la burbuja, creando fuerzas de marea extremas que pulverizarían cualquier cosa en los bordes de la nave. Era una solución elegante sobre el papel, pero una pesadilla imposible de construir en la realidad.​

El antiguo prototipo de warp drive, basado en anillos. (Mark Rademaker)

El nuevo diseño de White y su equipo resuelve este problema rompiendo el dónut. En lugar de una banda continua de energía difusa, su propuesta utiliza cilindros gaussianos: tubos discretos de energía, similares a las góndolas de los motores de un avión, que se alinean alrededor de la nave. Esta segmentación permite a los ingenieros localizar la materia exótica en canales específicos y controlados, en lugar de intentar sostener un anillo de energía inestable alrededor de todo el vehículo.​

La clave de este avance reside en lo que los físicos llaman la condición de interior plano. Imagina una tormenta perfecta en medio del océano: fuera de la nave, el espacio-tiempo se retuerce y se estira violentamente para permitir el viaje superlumínico; pero dentro, en el ojo del huracán, el agua debe está tan plana como un espejo. El diseño de White logra mantener esta calma absoluta mediante una función de control que sincroniza el tiempo de los astronautas con el de la Tierra, evitando que las fuerzas gravitatorias los despedacen.​

Comparativa entre el modelo de la burbuja generada por un anillo (esquina superior izquierda) y las generadas por las góndolas lineales.

Para lograr esto, el equipo utilizó una herramienta matemática llamada formalismo ADM 3+1, que permite a los ingenieros trabajar con el espacio-tiempo como si fuera un objeto físico manipulable. En lugar de luchar contra un universo de cuatro dimensiones indisoluble, esta técnica rebana el espacio-tiempo en láminas tridimensionales individuales, como si cortáramos una barra de pan para analizar cada trozo por separado. Esto les da el control necesario para dictar cómo fluye el espacio alrededor de la nave y a qué velocidad transcurre el tiempo en su interior.​

Hacia la ingeniería de lo imposible

Mientras que el modelo clásico de Alcubierre mostraba una esfera de energía perfecta e inalterable, los mapas de energía del nuevo diseño revelan estructuras prismáticas: configuraciones triangulares o rectangulares (con 3 o 4 góndolas) que funcionan igual de bien que la esfera. Esto significa que no estamos atados a una forma esférica perfecta; podemos afinar el diseño de la nave, ajustando el número y la longitud de los motores para optimizar el consumo de energía y reducir la tensión estructural en el casco.​

El Enterprise de Star Trek: Next Generation, con sus dos góndolas laterales.

Este enfoque permite introducir conceptos puramente industriales, como el tapering o afilamiento de los extremos. Al igual que un ingeniero aerodinámico afila la nariz de un avión para cortar el aire, White ha diseñado estas góndolas para que la curvatura del espacio se concentre solo en las puntas, dejando el resto de la estructura libre de tensiones innecesarias. Es un paso crucial que transforma una singularidad matemática en un problema de diseño mecánico: ¿cómo construimos estas piezas para que encajen?​

Aunque la humanidad todavía no tiene la capacidad de fabricar la materia exótica necesaria para encender estos motores, el cambio de mentalidad es irreversible. "La física de los motores de curvatura está todavía en su infancia", admite White, quien asegura desconocer si el avance definitivo llegará en 20 años o en 200. Sin embargo, su trabajo ha convertido lo que era una curiosidad teórica imposible en un plano de ingeniería con piezas, estructuras y variables que, por primera vez, podemos empezar a calcular.​