Más rápido que la luz

Por Martín Bonfil Olivera

Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Publicado en Milenio Diario, 28 de septiembre de 2016

El Enterprise(Foto: http://bit.ly/2cBCIuO)

La semana pasada comenté lo mucho que disfruté la nueva película de Star Trek. Tenía yo intención de comentar uno de los conceptos clásicos de esta serie: la “propulsión warp” (warp drive), que le permite a la nave interestelar Enterprise viajar a velocidades superlumínicas.

Tal cosa es posible en una película de ciencia ficción, pero no en la realidad. ¿Por qué no se puede viajar más rápido que la luz? La explicación es compleja, pero resumámosla en dos partes. Uno: desde finales del siglo XIX se sabe, gracias a experimentos precisos, que la velocidad de la luz en el vacío es una constante: jamás cambia, independientemente de si la fuente que la produce se mueve o no.

Y dos: en su teoría de la relatividad especial, planteada en su “año maravilloso” de 1905, Albert Einstein probó que conforme un objeto se acelera su masa va aumentando. Al llegar a la velocidad de la luz, la masa se volvería infinita, y para moverla se necesitaría una cantidad infinita de energía.

Sin embargo, desde que la serie Viaje a las estrellas (Star Trek) comenzó en 1966, se afirmó que el Enterprise contaba con propulsión warp (la palabra warp significa “doblar” o “plegar”), que funcionaba deformando de alguna manera el espacio para viajar más rápido que la luz sin violar la teoría de la relatividad. Según la Wikipedia, el concepto de propulsión warp había sido propuesto ya desde 1931 por John W. Campbell –el famoso escritor y editor estadounidense que impulsó en gran parte el surgimiento de la edad dorada de la ciencia ficción– en su novela Islands of space.

Los escritores de la edad dorada se preciaban de basar su ficción en ciencia real: el concepto de propulsión warp era científicamente plausible, pues no violaba los supuestos de la relatividad, y así fue adoptado en Star Trek y muchos otros relatos, series y películas de ciencia ficción. Pero no fue hasta 1994 que se volvió científicamente posible.

La propulsión warp de Alcubierre
(Foto: http://bit.ly/2cBCe7L)

Ese año el físico mexicano Miguel Alcubierre (hoy director del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM) estudiaba un posgrado en la Universidad de Gales, en Cardiff. Era fan de la ciencia ficción y de Star Trek, y un día, pensando cómo podría funcionar la propulsión warp en la realidad, tuvo una idea que sintió prometedora. La escribió, la desarrolló matemáticamente, la comentó con sus colegas y la envió a la revista científica Classical and Quantum Gravity (Gravedad clásica y cuántica), donde fue aceptada y publicada con el nombre de “The warp drive: hyper-fast travel within general relativity” (La propulsión warp: viaje hiper-rápido dentro [del marco conceptual] de la relatividad general”).

La idea de Alcubierre se basa en el concepto cosmológico del origen del universo durante el big bang. En ese momento el espacio comenzó a expandirse y el tiempo comenzó a correr. Pero ocurre que en ese proceso, el espacio se expandió a una velocidad superior a la de la luz, sin que ello violara la relatividad porque, como dice el propio Alcubierre en su artículo, “la enorme velocidad (…) viene de la expansión del espacio mismo”. ¿Qué pasaría si una nave lograra deformar el espacio de manera similar, comprimiéndolo delante de sí y expandiéndolo detrás suyo? ¿Cómo podría lograrse tal cosa?

El concepto de nave con propulsion
warp que está explorando la NASA
(Foto: http://bit.ly/2cBDnfv)

La propuesta de Alcubierre es meramente teórica, y matemáticamente compleja para alguien que no sepa física relativista, pero lo ha hecho inmensamente famoso entre los fans de Star Trek. Su puesta en práctica requeriría una gran densidad de “energía negativa”, que sólo puede obtenerse en presencia de “materia exótica” (por ejemplo, la misteriosa materia oscura), algo que todavía está muy lejos del alcance de la tecnología humana, y quizá siempre lo esté. Aún así, la NASA anunció hace dos años que está explorando la posibilidad (teórica, claro) de que un motor warp derivado del modelo de Alcubierre pudiera llegar a ser diseñado y construido, y que funcionara.

Al final, se confirma que la buena ciencia ficción no sólo parte de la ciencia real, sino que puede ser una inspiración para ella.

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Contacto: mbonfil@unam.mx

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