En 1994, el físico mexicano Miguel Alcubierre propuso una forma para que las naves espaciales viajaran más rápido que la velocidad de la luz. En lugar de acelerar la nave espacial a través de una región del espacio-tiempo, su idea era contraer el espacio-tiempo delante y expandir el espacio-tiempo detrás. En este escenario, la nave espacial se encuentra en una burbuja plana de espacio-tiempo que experimenta poca aceleración.

Las leyes de la física que gobiernan este comportamiento son las ecuaciones de campo de Einstein para la relatividad general. Y son terriblemente complejos. Sin embargo, a Alcubierre se le ocurrieron soluciones que permiten este tipo de movimiento más rápido que la luz en un dispositivo imaginado ahora conocido como Alcubierre Drive.

Sin embargo, esta solución conlleva importantes salvedades. Por ejemplo, requiere materia negativa que pueda soportar una densidad de energía negativa. La ausencia de cualquier evidencia de que pueda existir materia negativa arroja algunas dudas sobre si tal dispositivo podría funcionar alguna vez. Otro problema es mantener dicha burbuja, que tendería a colapsar con complicaciones desafortunadas para la nave espacial y su tripulación.

Mecánica de burbujas

Es este último problema el que ha llamado la atención de Katy Clough de la Universidad Queen Mary de Londres y sus colegas. «No existe (hasta donde sabemos) ninguna ecuación de estado conocida que mantuviera la métrica del impulso warp en una configuración estable a lo largo del tiempo», dicen. En cambio, la burbuja warp se dispersará o colapsará hasta un punto central. “Esta inestabilidad da lugar a la posibilidad de generar ondas gravitacionales”, señalan.

Lo que hace esto interesante es que los físicos ahora tienen detectores que pueden detectar ondas gravitacionales que se mueven por el universo. Así que Clough y sus compañeros se propusieron la tarea de comprender tal colapso y cómo lo vería un observador distante.

También plantea la posibilidad, aunque especulativa, de que podamos observar el colapso catastrófico de las burbujas de impulso warp generadas por alguna civilización distante pero avanzada. “Físicamente, esto podría estar relacionado con una falla en el campo de contención que la civilización poswarp (presumiblemente) usa para soportar la burbuja warp contra el colapso”, dicen los investigadores.

Clough y sus compañeros comienzan simulando una burbuja de impulso warp, permitiéndole colapsar y luego observando su efecto en el espacio-tiempo circundante. Incluso han creado Vídeos que muestran cómo colapsa el motor warp. y cómo esto crea ondas gravitacionales que se propagan.

Firma de muerte

Los resultados revelan la firma de la muerte catastrófica de una burbuja de impulso warp. El colapso lanza materia al espacio, tanto positiva como negativa en este escenario. Y también produce ondas gravitacionales del tipo que sabemos que existen. «Vemos una explosión de radiación de ondas gravitacionales que abandona los restos colapsados ​​de la burbuja warp», dicen los investigadores.

Eso hace que este tipo de evento sea potencialmente observable. Desafortunadamente para los físicos, las ondas gravitacionales creadas por un motor warp del tamaño de una nave espacial tendrían una frecuencia demasiado alta para ser observadas por la generación actual de detectores. Estos pueden ver ondas de menor frecuencia generadas por eventos mucho más grandes, como la colisión entre agujeros negros y estrellas de neutrones. «Para un barco de 1 kilómetro de tamaño, la frecuencia de la señal es mucho mayor que el rango sondeado por los detectores existentes, por lo que las observaciones actuales no pueden limitar la ocurrencia de tales eventos», dicen.

Por supuesto, Clough y sus compañeros reconocen que la idea de detectar civilizaciones avanzadas escuchando los ecos de los impulsos warp que han colapsado desastrosamente es altamente especulativa. Pero no hay nada malo en que la buena ciencia esté impulsada por sueños, incluso los más fantasiosos.

Curiosamente, un motor warp que funcione correctamente no produciría necesariamente ondas gravitacionales y, por lo tanto, no sería observable de esta manera. Lo que significa que la única otra forma de confirmar su existencia sería si sus dueños conducen uno hasta aquí. Eso sería un evento que sacudiría la Tierra.

Ref: Lo que nadie ha visto antes: formas de onda gravitacionales del colapso del impulso warp: arxiv.org/abs/2406.02466