¿Usarán los humanos del futuro motores warp para explorar el cosmos? No estamos en posición de eliminar la posibilidad. Pero si nuestros descendientes lejanos alguna vez lo hacen, no implicará cristales de dilitioy acentos escoceses para entonces se habrá evaporado en la historia.
Los motores Warp tienen sus raíces en una de las franquicias de ciencia ficción más populares de la historia, pero tienen una base científica. Un nuevo artículo examina la ciencia detrás de ellos y pregunta si una falla en la contención del impulso warp emitiría emisiones detectables. ondas gravitacionales.
El artículo se titula “Lo que nadie ha visto antes: formas de ondas gravitacionales del colapso del impulso warp.” Los autores son Katy Clough, Tim Dietrich y Sebastian Khan, físicos de instituciones del Reino Unido y Alemania.
Hay espacio para los impulsos warp en la relatividad general, y el físico mexicano Miguel Alcubierre describió cómo podrían funcionar teóricamente en 1994. Es muy conocido en los círculos espaciales y de la física por su Paseo Alcubierre.
Todo el mundo sabe que ningún objeto puede viajar más rápido que la velocidad de la luz. Pero las unidades warp pueden ofrecer una solución. Al deformar el espacio-tiempo en sí, una nave espacial con un motor warp no infringiría la regla de la velocidad más rápida que la luz (FTL).
“A pesar de tener su origen en la ciencia ficción, los motores warp tienen una descripción concreta en relatividad generaly Alcubierre propuso por primera vez una métrica espacio-temporal que permitía viajes más rápidos que la luz”, afirman los autores. escribir.
Existen claras barreras científicas para fabricar realmente un motor warp. Pero es posible simular cómo funcionaría uno y cómo podrían ser detectables mediante ondas gravitacionales en caso de falla. Los impulsores warp distorsionan el propio espacio-tiempo, al igual que las fusiones binarias de objetos compactos como agujeros negros y estrellas de neutrones. Es teóricamente posible que emitan un onda gravitacional señal en el mismo sentido que las fusiones.
“Para buscar este tipo de señales e identificarlas correctamente en los datos medidos, es importante comprender su fenomenología y sus propiedades”, afirman los autores. explicar.
Comienza con la comprensión de cómo podrían funcionar los motores warp y, para ello, tenemos que profundizar en la física.
“La idea principal detrás de un impulso warp es que en lugar de exceder la velocidad de la luz directamente en un marco de referencia local, lo que violaría la invariancia de Lorentz, una ‘burbuja warp’ podría atravesar distancias más rápidas que la velocidad de la luz (medida por algún punto distante). observador) contrayendo el espacio-tiempo delante de él y expandiendo el espacio-tiempo detrás de él”, el documento estados.
La primera barrera es que los motores warp requieren una condición de energía nula (NEC). La física afirma que una región del espacio no puede tener una densidad de energía negativa. Existen soluciones teóricas para esto, pero por ahora ninguna es práctica.
“Otros problemas con la métrica del impulso warp incluyen la posibilidad de que se formen curvas temporales cerradas y, desde una perspectiva más práctica, las dificultades para aquellos en la nave a la hora de controlar y desactivar la burbuja”, afirman los autores. explicar.
Esto se debe a que la tripulación no tendría forma de enviar señales al frente del barco. Es difícil que los acontecimientos dentro de la burbuja influyan en los acontecimientos fuera de la burbuja warp, como este artículo lo explica.
“Desde la perspectiva de la simulación dinámica del motor warp, el desafío clave es la estabilidad”, afirman los autores. explicar. Las ecuaciones muestran que el motor Alcubierre puede iniciar una burbuja warp utilizando la ecuación de Einstein, pero ninguna ecuación conocida puede sostenerla.
“No existe (hasta donde sabemos) ninguna ecuación de estado conocida que mantenga la métrica del impulso warp en una configuración estable a lo largo del tiempo. Por lo tanto, si bien se puede exigir que inicialmente, la burbuja warp sea constante, rápidamente evolucionará lejos de ese estado. “Y, en la mayoría de los casos, el fluido warp y las deformaciones del espacio-tiempo se dispersarán o colapsarán en un punto central”.
Aunque la inestabilidad es el principal obstáculo para los motores warp, también es lo que podría hacerlos detectables. Si un Alcubierre Drive alcanza una velocidad constante, no es detectable. No genera ondas gravitacionales y no tiene masa ADM. ADM significa Arnowitt-Deser-Misner, el nombre de tres físicos. Dejaré que los lectores curiosos lean más sobre masa ADM.
Pero el motor warp sólo es indetectable si es constante y estable. Una vez que se estropea, acelera o desacelera, podría ser detectable. En su trabajo, los autores permiten que la burbuja del motor warp colapse.
“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”, afirman. escribir.
En sus formulaciones, la naturaleza del barco en sí no es importante. Sólo la burbuja warp y el fluido warp en su interior son significativos.
Los investigadores simularon la ruptura de la burbuja warp. Descubrieron que el colapso generó ondas gravitacionales con características diferentes a las generadas por las fusiones.
“La señal llega como una ráfaga, inicialmente sin contenido de ondas gravitacionales, seguida de un período oscilatorio con una frecuencia característica de orden 1/[R],” ellos escribir. “En general, la señal es muy distinta de las típicas coalescencias binarias compactas observadas por los detectores de ondas gravitacionales y más similar a eventos como el colapso de una órbita inestable. estrella neutrón o la colisión frontal de dos agujeros negros”.
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Los autores señalan que aunque el motor warp crea una señal GW, está fuera del rango de frecuencia de nuestros detectores terrestres actuales.
“Se han hecho propuestas para detectores de mayor frecuencia, por lo que en el futuro se podrán poner límites a la existencia de este tipo de señales”, afirman. escribir. La propia nave también podría enviar algún tipo de señal multimensajero, pero es difícil saber cómo interactuaría la materia de la nave con la materia normal.
“Dado que no conocemos el tipo de materia utilizada para construir la nave warp, no sabemos si interactuará (aparte de manera gravitacional) con la materia normal mientras se propaga por el Universo”, afirman los investigadores. explicar.
Este es un experimento mental divertido. Es posible que algún día en un futuro lejano exista algún tipo de solución alternativa a los viajes FTL. Si es así, puede estar relacionado con una mejor comprensión de materia oscura y energía oscura. Si existen ETI, es posible que estén en condiciones de explotar el conocimiento fundamental del Universo que aún no poseemos.
Si han descubierto cómo construir y utilizar un motor warp, incluso con todas sus aparentes imposibilidades, sus actividades podrían crear ondas gravitacionales que nuestros futuros observatorios podrían detectar, incluso en otras galaxias. Pero por ahora todo es teórico.
“Advertimos que las formas de onda obtenidas probablemente sean muy específicas del modelo empleado, que tiene varios problemas teóricos conocidos, como se analiza en la Introducción”, afirman los autores. escribir en su conclusión. “Se necesitaría más trabajo para comprender cuán genéricas son las firmas y caracterizar adecuadamente su detectabilidad”.
Sin duda, algunos físicos curiosos seguirán trabajando en esto.
Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. Leer el artículo original.