Recurrentemente en la ciencia ficción, las naves espaciales logran llegar a la velocidad de la luz y más. ¿Existe una explicación científicamente plausible de tal capacidad? ¿Cómo impacta el diseño de la nave espacial y la vida de sus pasajeros?
Estuve pensando mucho en este tema y todavía no encontré ningún mecanismo FTL plausible. Aquí hay una descripción general rápida de las características importantes de los mecanismos más "estándar" utilizados en la ciencia ficción. Ninguno de ellos es científicamente sólido, pero algunos de ellos son plausibles en principio.
Esta categoría de mecanismos de transporte FTL utiliza el hecho conocido de que la teoría de la relatividad general por sí sola permite una clase muy amplia de deformaciones del espacio-tiempo. Casi para cualquier forma de espacio-tiempo, uno puede encontrar una distribución de masa que sea capaz de crearla. Esto permite soluciones como el famoso disco de Alcubierre o los agujeros de gusano transitables . Hay, sin embargo, tres problemas muy serios.
Es cierto, que las soluciones de las ecuaciones de Einstein casi siempre existen y algunas de ellas permiten viajar FTL, pero casi siempre, esto requiere la llamada materia exótica. Es exótico en varios aspectos: tiene masa en reposo negativa o tiene propiedades taquiónicas. Esto significa muchos problemas: en algunos casos, dicha materia podría crearse espontáneamente a partir del vacío, produciendo energía en el proceso. En otras palabras, su existencia volvería inestable nuestro vacío. En otros casos, este problema no está presente, pero es probable que dicha materia permita el viaje superluminar directo y, por lo tanto, necesariamente el viaje en el tiempo. (En el caso óptimo, nos gustaría que los agujeros de gusano nos otorgaran accesos directos a las estrellas sin romper la causalidad, lo que siempre es preocupante). En todos los casos,
Alguien dice que los efectos cuánticos, como el efecto Casimir , pueden tomar el papel de masa exótica. Esto me parece muy poco probable, ya que son diminutas en comparación con el resto de masas ya presentes en el sistema. Para la construcción de un motor warp o un agujero de gusano, necesitamos efectos comparables o más grandes que el resto de las masas involucradas. Si quisiera introducir una masa exótica en mi universo, probablemente postularía que se descubrieron nuevas partículas de estas propiedades.
Otro gran problema es que el espacio-tiempo se deforma solo a densidades muy, muy altas. Incluso a densidades de núcleos, alrededor de 10 17 kg/m 3 , tiene que haber un objeto del tamaño de una estrella de neutrones para hacer cualquier cosa. Probablemente serían necesarias densidades mucho más altas para la construcción de FTL. Esto significa que probablemente tendría que introducirse alguna forma de materia ultradensa razonablemente estable para permitir esta forma de FTL.
Para lograr agujeros de gusano o burbujas de disformidad en una escala de metros o kilómetros, probablemente se necesitarían masas comparables a la masa del sol.
Se piensa que puede que no sea posible convertir un agujero de gusano en una máquina del tiempo; algunos análisis que utilizan el enfoque semiclásico para incorporar los efectos cuánticos en la relatividad general indican que un bucle de retroalimentación de partículas virtuales circularía a través del agujero de gusano con una intensidad cada vez mayor, destruyéndolo antes de que pudiera pasar información a través de él, de acuerdo con la cronología conjetura de protección.
Jump-drive se usa, por ejemplo, en la serie Battlestar Galactica sin explicación del mecanismo. Se utiliza un impulso de salto similar en Mass Effect , donde ofrecen básicamente este mecanismo: la teoría de la relatividad no prohíbe la existencia de taquiones, partículas que siempre se mueven más rápido que la velocidad de la luz. Pueden viajar al pasado, rompiendo así la causalidad, pero esto no es un problema en principio.
Jump drive funciona para que la nave espacial cambie el campo de Higgs local , lo que conduce al cambio de la masa en reposo de las partículas de la nave. Eventualmente, todas las partículas ganan masa en reposo imaginaria y se convierten en taquiones. Entonces se mueven más rápido que la luz.
La idea del subespacio/hiperespacio opera con la suposición de que es posible dejar nuestro espacio-tiempo en algún otro espacio, en el que la velocidad de la luz no sería el límite. El mayor problema es cómo debe ocurrir la transición al hiperespacio. Sabemos cómo se comporta la materia hasta energías muy altas (cientos de GeV) y no hemos visto nada ni remotamente parecido. A partir de esto, podemos juzgar que si la transición al hiperespacio es posible, probablemente solo ocurriría utilizando algún mecanismo de muy alta energía. Esto trae problemas similares a los de los mecanismos de manipulación del espacio-tiempo.
Aquí, es simple. Aunque a menudo se usa en ciencia ficción, se muestra que el entrelazamiento cuántico no puede transmitir datos más rápido que la luz. Wikipedia :
Sin embargo, no es posible utilizar este efecto para transmitir información clásica a velocidades superiores a la de la luz.
Hay una reseña muy extensa y científicamente seria en la web del Proyecto Rho . (Aunque algunas de las unidades FTL enumeradas no son muy plausibles, y el autor lo admite).
El accionamiento Alcubierre es uno de los sistemas de accionamiento FTL propuestos que está más cerca de ser factible. En efecto, es muy similar al motor warp de Star Trek, aunque una nave de Alcubierre probablemente no se parecería en nada a una nave de Star Trek. Funciona distorsionando el espacio-tiempo por delante y por detrás de la nave, comprimiéndolo por delante y expandiéndolo por detrás, mientras la nave se mueve en una burbuja de espacio-tiempo sin distorsiones.
Tal nave requeriría materia exótica (materia con masa negativa), o tal vez alguna manipulación del campo de Higgs (que podría ser posible tras el descubrimiento del bosón de Higgs), y requeriría un diseño particular para operar. Dependiendo del múltiplo de la velocidad de la luz que una nave de este tipo pueda alcanzar, aún puede llevar bastante tiempo hacer un viaje a otra estrella, lo que requiere un soporte vital autosuficiente eficiente o algún tipo de tecnología de hibernación, o ambos.
El otro mecanismo para el viaje FTL que puede ser científicamente factible es el agujero de gusano atravesable , pero no se trata tanto de viajar a más de la velocidad de la luz como de pasar por alto la mayor parte del espacio entre aquí y allá .. Tal tecnología requeriría que el viaje se hiciera una vez en el espacio real para llevar la boca del agujero de gusano al destino deseado. Es posible que los agujeros de gusano transitables eventualmente ni siquiera requieran una nave, pero si son posibles, me imagino que, al menos inicialmente, sería deseable tener las bocas del agujero de gusano ubicadas a una distancia segura de los planetas. Una nave de agujero de gusano podría ser poco más que una lata sellada disparada a la boca del agujero de gusano y atrapada en el otro lado; los pasajeros no necesitarían estar a bordo mucho tiempo, tal vez solo una hora más o menos. Es posible que ni siquiera necesite tener más soporte vital que algunos suministros de emergencia.
Tomaré "científicamente sólido" como "estamos seguros de los principios involucrados y necesitamos tecnologías con mayor precisión, más energía o necesitamos experimentar con la ingeniería". una tecnología normal". Yo contaría la energía de fusión nuclear en esta categoría. O tal vez una Esfera Dyson .
En cuyo caso, la respuesta a la pregunta del título es "No".
Los mejores ejemplos elaborados de acuerdo con las teorías de la relatividad son científicamente plausibles (mediante extrapolaciones no probadas de la teoría) solo si permite materiales exóticos desconocidos o acceso a cantidades estupendas de energía que cambiarían el juego más allá de los viajes FTL en su derecho propio.
El tema de la comunicación y los viajes FTL está impulsado por la ciencia ficción ante todo , porque da acceso a todo un cosmos de escenarios y lugares para la aventura y la narración.
Eso no quiere decir que estos materiales desconocidos no existan (tenga en cuenta que no serían combinaciones de átomos, electricidad o cualquier cosa que la tecnología pueda manejar hoy en día). Todavía no sabemos qué es la materia oscura o la energía oscura, y la teoría del Big Bang es ampliamente aceptada para incluir un breve período de inflación, donde el espacio se expandió en órdenes de magnitud más rápido que la velocidad de la luz. Si estas, u otras cosas similares al borde de la física conocida, resultan ser ciertas, entonces no conocemos completamente las consecuencias, y eso podría significar que tendríamos una forma de enviar material más rápido que la luz entre ubicaciones, a un precio práctico. costo. Sin embargo, creo que es bastante razonable pronosticar que cualquier nueva física de este tipo no tendrá un uso práctico para el transporte.
Analogía: en el pasado, una comprensión débil de las reacciones químicas provocó una gran búsqueda de formas de transmutar los materiales básicos en oro (incluso las luminarias científicas, como Isaac Newton, dedicaron tiempo a este objetivo ). Finalmente, eso dio paso a la química , uno de cuyos principios era que la transformación de elementos (es decir, la alteración de la naturaleza de los átomos elementales) se consideraba imposible. Luego vino la comprensión de la estructura subatómica y la radiactividad, seguida de herramientas como los aceleradores lineales que pueden y transforman elementos entre tipos . Sin embargo, estas herramientas y conocimientos no son una forma práctica de fabricar oro a pedido, y nunca lo serán, aunque han generado tecnologías útiles, como materiales radiactivos para imágenes médicas.
En lo anterior, si toma "hacer oro a partir de otros elementos" -> "Transporte FTL" y "materia exótica desconocida" -> "teoría subatómica", entonces este es un ejemplo de cómo las ilusiones pueden inspirar la investigación, pero eso los resultados científicos finales solo están vagamente relacionados al final. En mi opinión, esto se aplica a más del 99% de las conjeturas de ciencia y ciencia ficción, prácticamente para cualquier tecnología que no entendamos lo suficientemente bien como para construirla hoy.
En mi opinión, lo más probable es que las naves estelares de larga distancia sean una nave generacional : una colonia autosuficiente que tarda muchas generaciones en llegar a su destino. O tal vez sería más práctico un arca interestelar , donde la mayoría de las formas de vida se mantienen en estasis o cerca de ellas para reducir los recursos que necesita la nave para mantenerlas (y, por lo tanto, el tamaño de la nave).
Estos tipos de transporte a largo plazo serían proyectos importantes y muy emocionantes por derecho propio. Sin embargo, conducen a un tipo de narrativa muy diferente. Las historias asociadas con FTL pueden tener una nueva ubicación de aventura en cada episodio o una grandeza que abarca toda la galaxia. Las historias asociadas con una colonia itinerante están mucho más centradas en el interior.
Hay algunas teorías un poco descabelladas. Acá hay uno:
Uno encontrado aquí , que supuestamente la NASA está trabajando (soy escéptico), es que al crear una hélice especial que expande el espacio-tiempo detrás de él y lo contrae frente a él, puede hacer que una nave viaje tan rápido como usted. desear. Pero esto requeriría materia exótica especial, y sobre la masa energética del planeta Júpiter. Básicamente, con la tecnología de la Tierra, eso sería imposible. Pero, tal vez, si tuviera un anillo de cierta forma alrededor de la hélice, podría reducir la masa de energía requerida a aproximadamente 1,600 libras.
Originalmente pensé que FTL (viaje más rápido que la luz) era imposible. Arriba está lo que se me ocurrió antes de hacer una búsqueda rápida en Google.
Pero si quieres uno con algunas posibilidades interesantes, puedes mirar el de Xenocide de Orson Scott Card. En esa historia, se logró viajar más rápido que la luz yendo a otra dimensión. Si una mente pudiera retener físicamente el patrón de algo (la disposición de las células y las moléculas), entonces ese algo podría trasladarse a otra dimensión y destruirse en esta. Entonces podría ser rehecho en esta dimensión en otro lugar. Esta "otra" dimensión se definiría para la historia específica.
Esta mente que podría contener el patrón tendría que ser muy grande, muchos cientos de computadoras (como lo es en Xenocide )
monty salvaje
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Robbie Goodwin
Sheraff
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