Algunas posibilidades emergentes

Algunas posibilidades emergentes

Por :Diego Díaz Fidalgo

Algunas respuestas acerca del empuje hiperespacial.

La siguiente sección contiene una breve descripción de algunas ideas que se han sugerido a lo largo de los años sobre viajes interestelares, ideas basadas en las ciencias existentes hoy en día.

• Algunas novedades intrigantes en física


• Listas de investigación preparatoria sobre propulsión


• Relatividad general


• Fluctuaciones del vacío en física cuántica


• Taller de 1994 sobre viajes a velocidades superiores a la de la luz

Listas de algunas novedades intrigantes en física

La ciencia y la tecnología están en continua evolución. Sólo en los últimos años ha habido nuevos desarrollos de gran interés en la literatura científica. Aunque aún es demasiado pronto para saber si alguno de estos desarrollos será capaz de llevarnos a los descubrimientos sobre propulsión que deseamos, proporcionan nuevas pistas que no existían hace pocos años. Una instantánea de algunas de las posibilidades se lista a continuación:

• Los Artículos patrocinados por el BPP (Breakthrough Propulsion Physics, Innovaciones en la Física de la Propulsión) presentados en las sesiones sobre propulsión combinada (joint propulsion) de julio de 2001 del BPP en Salt Lake City, Utah (orientados hacia una audiencia técnica).


• 1996 Eberlein: Teoría que sugiere que el efecto de sonoluminiscencia observado en laboratorio consiste en la extracción de fotones virtuales de las fluctuaciones electromagnéticas del punto cero.


• 1994 Alcubierre: Teoría del empuje hiperespacial (warp drive) más rápido que la luz, coherente con la relatividad general.


• 1992 Haisch, Rueda y Puthoff: Teoría que sugiere que la inercia es un efecto debido a las fluctuaciones electromagnéticas del punto cero en el vacío.


• 1992 Podkletnov y Nieminen: Informe de experimentos con superconductores con resultados anómalos: pruebas de un posible efecto de escudo gravitacional.


• 1989 Puthoff: Teoría que extiende el trabajo de 1968 de Shakharov sugiriendo que la gravedad es un efecto debido a las fluctuaciones electromagnéticas del punto cero en el vacío.


• 1988 Herbert: Libro que esboza las 'puertas traseras' de la física que sugieren que el viaje a velocidades superiores a la de la luz puede ser factible.


• 1988 Morris y Thorne: Teoría y evaluación del uso de agujeros de gusano para viajes espaciales a velocidades superiores a la de la luz.

Listas de investigación preparatoria sobre propulsión

Estas ideas emergentes están todas interrelacionadas de alguna manera con las metas en física necesarias para hacer práctico el viaje interestelar; el control de las fuerzas gravitacionales o de inercia, viaje a velocidades supralumínicas, y aprovechar la energía del vacío sideral. Aunque la física no está aún suficientemente madura como para diseñar los 'motores espaciales' o el 'empuje hiperespacial', individuos dentro de la industria aeroespacial de todo el mundo han seguido estas y otras posibilidades emergentes. La mayor parte de este trabajo ha sido impulsado únicamente por el entusiasmo, el talento y la visión de estos individuos, pero, en ocasiones, ha habido un pequeño apoyo por parte de las organizaciones a las que pertenecen.

Estudios y talleres:

• 1972 Mead Jr.: Identificación y evaluación de conceptos en propulsión avanzada.


• 1982 Garrisol et al.: Evaluación de propulsión de rendimiento ultra-alto.


• 1986 Forward: Evaluación de la viabilidad tecnológica del viaje interestelar.


• 1990 Centro de investigación Lewis de la NASA: Simposio 'Vision-21: Space Travel for the Next Millennium' ('Visión-21: Viajes espaciales para el próximo milenio').


• 1990 British Aerospace Co.: Taller para la revisión de la teoría y las implicaciones del control gravitacional.


• 1990 Cravens: Evaluación de teorías alternativas sobre electromagnetismo y gravedad para propulsión.


• 1991 Forward: Evaluación de conceptos avanzados de propulsión.


• 1994 Bennett, et al.: Taller de la NASA sobre la teoría y las implicaciones del viaje a velocidades supralmínicas


• 1994 Belbruno: Conferencia de evaluación: 'Vuelo interestelar robótico práctico: ¿estamos preparados? (“Practical Robotic Interstellar Flight: Are We Ready?').


• 1995 Hujsak & Hujsak: Formación de la 'Sociedad de propulsión interestelar' ('Interstellar Propulsion Society').

Teoría:

• 1988 Forward; 1989 Winterberg: Ulterior evaluación de la teoría de Bondi de 1957 sobre la hipotética masa negativa y sus implicaciones en propulsión. .


• 1984 Forward: Diseño conceptual de una 'batería de fluctuación de vacío' para extraer energía de las fluctuaciones electromagnéticas del vacío basado en el efecto Casimir (predicho en 1948, medido en 1958 por Sparnaay).


• 1994 Cramer et al.: Identificación de las características de los agujeros de gusano naturales con entradas de masa negativa que podrían ser detectables utilizando las observaciones astronómicas existentes. .


• 1996 Millis: Identificación de los desarrollos que aún son necesarios en física para hacer viables los 'motores espaciales', incluyendo la presentación y evaluación de siete conceptos diferentes de hipotéticos 'motores espaciales'.

Experimentos:

• 1991 Talley: Ensayos del efecto 'Biefeld-Brown' (resultados negativos).


• 1995 Millis & Williamson: Ensayos del acoplamiento gravedad - electromagnetismo propuesto por Hooper (resultados negativos).


• 1995 Schlicher: Pruebas de empuje usando 'Campos de inducción magnética no simétricos' (no confirmado).


• 1996 Forward: Propuestas de experimentos para la comprobación de teorías de fluctuación del vacío, y otras teorías de modificación de la masa.

Relatividad General

Este gráfico muestra la relación conocida entre la gravedad y el electromagnetismo. En el formalismo de la relatividad general este acoplamiento se describe en términos de cómo la masa distorsiona el espacio-tiempo sobre el que se mide el electromagnetismo. Simplificando, esto tiene como consecuencia que la gravedad parece curvar la luz, provocar desplazamiento al rojo (el alargamiento de la onda), y ralentizar el tiempo. Estas observaciones y el formalismo de la relatividad general que las describen tienen apoyo experimental.

Aunque se ha observado los efectos de la gravedad sobre el electromagnetismo y el espacio-tiempo, se desconoce la viabilidad de hacerlo a la inversa, es decir, utilizar el electromagnetismo para modificar la gravedad, la inercia o el espacio-tiempo.


'Teorías de la gran unificación'
[gráfico]

El enfoque más habitual para comprender mejor esta conexión es a través de los choques de partículas. Los físicos se percataron de que al hacer colisionar partículas subatómicas se podía establecer cuál es la relación real entre la fuerza débil y el electromagnetismo. Incrementaron la energía de colisión y descubrieron que esta teoría electro-débil podía enlazarse con la fuerza nuclear fuerte. De modo que... simplemente incrementando algo más la energía quizá se podrá entender también la gravedad. Desafortunadamente, las energías de colisión necesarias no son viables tecnológicamente, ni siquiera con el Súper colisionador de superconductotes que fue cancelado, pero aún es algo en qué pensar.

Fluctuaciones del vacío en física cuántica

'Energía de punto cero'

La Energía de punto cero (Zero Point Energy, ZPE), o energía de fluctuación del vacío son términos que se utilizan para describir las oscilaciones electromagnéticas aleatorias que persisten en el vacío después de sacar toda otra energía. Si se saca toda la energía de una zona del espacio, y toda la materia, todo el calor, toda la luz... todo, se podrá comprobar que aún queda algo de energía. Una manera de explicar esto es a través del principio de incertidumbre de la física cuántica, que establece la imposibilidad de que se dé una situación de energía absolutamente nula.

La misma condición se mantiene para ondas luminosas en el espacio. Para cualquier color de la luz posible, incluyendo los que no podemos ver, hay una cantidad no nula de luz de ese color. Sumando la energía de todas esas frecuencias diferentes de la luz, la cantidad de energía en una región dada del espacio es enorme, abrumadoramente grande, variando entre 10^36 y 10^70 Julios/m3.

En términos sencillos, se ha dicho que hay suficiente energía en un volumen del tamaño de una taza de café para evaporar los océanos de la Tierra. ¡Eso sí que es una taza de café fuerte! Por un tiempo los físicos pensaron que este concepto era demasiado difícil de aceptar. Esta energía del vacío está aceptada más ampliamente hoy en día.

¿Qué pruebas hay de que existe?

Predicha por primera vez en 1948, la energía del vacío se ha relacionado con algunas observaciones experimentales. Algunos ejemplo son el efecto Casimir, las fuerzas de Van der Waals, el desplazamiento de la línea de Lamb-Retherford, explicaciones del espectro de radiación de un cuerpo negro de Plank, la estabilidad del estado base del átomo de hidrógeno por colapso de radiación y el efecto de las cavidades inhibiendo o promoviendo la emisión espontánea en átomos excitados.

El efecto Casimir:

La prueba más directa de la energía del vacío es el efecto Casimir. Si se colocan dos placas de metal suficientemente cercanas, esta energía del vacío las juntará.

Esto se debe a que las placas bloquean las ondas de luz que son demasiado grandes para caber entre ellas. Al final, habrá más ondas rebotando sobre las caras externas que sobre las internas; esta diferencia de presión lumínica empujará las placas hasta juntarlas. Este efecto ha sido comprobado experimentalmente.

¿Podemos 'enchufarnos' a esta energía?

Es dudoso que esta energía pueda ser aprovechada, y si pudiera serlo, se desconoces cuáles serían los efectos secundarios. Recordemos que este es el estado de menor energía conocido. Para extraer energía es de suponer que sería necesario llegar a un nivel de energía aún menor. Se han sugerido métodos teóricos para aprovechar el efecto Casimir para extraer energía (hacer que las placas se junten sin aplicar ningún trabajo), ya que se puede interpretar que la región del interior de la cavidad Casimir está a un nivel de energía menor. Actualmente tales conceptos no son más que ejercicios teóricos.

¿Por qué es tan difícil detectar una cantidad tan grande de energía?

Imagine, por ejemplo, que vive en una extensa meseta, tan extensa que no supiera que se encuentra a 1000 metros de altitud (Nota: 1000ft serían unos 300 metros, pero como el número no tiene significado, es sólo de ejemplo, me quedo con 1000, que es más redondo y desviará menos la atención del razonamiento). Desde su punto de vista, el suelo está a altitud cero. Mientras no se encuentre cerca del borde de la meseta a 1000 metros, no se caerá, y nunca sabrá que su cero es en realidad 1000. La situación con la energía del vacío es similar. Es, esencialmente, nuestro punto de referencia cero.

¿Cuáles son las implicaciones para la propulsión?

Las fluctuaciones del vacío también son, según teorías de Haisch, Rueda, y Puthoff, causantes de la gravedad y la inercia. Estas particulares teorías gravitacionales aún se están debatiendo. Incluso si las teorías resultan correctas, en su forma actual no proporcionan una manera de utilizar medios electromagnéticos para inducir fuerzas propulsivas. Millis ha sugerido también que cualquier interacción asimétrica con la energía del vacío
podría proporcionar un efecto de propulsión.

Taller de 1994 sobre viajes a velocidades superiores a la de la luz

En mayo de 1994, Gary Bennett de las oficinas centrales de la NASA (ahora retirado), convocó un taller para examinar la física emergente y temas asociados con los viajes a velocidades superiores a la de la luz. El taller, titulado eufemísticamente ' Taller de propulsión basada en cuántica avanzada/relatividad general'

('Advanced Quantum/Relativity Theory Propulsion Workshop'), tuvo lugar en el laboratorio de propulsión a chorro de la NASA. Utilizando la metodología de la misión Horizonte (Horizon Mission Methodology) de John Anderson de las oficinas centrales de la NASA para iniciar los debates, el taller examinó las teorías de agujeros de gusano, taquiones, el efecto Casimir, paradojas cuánticas, y la física de dimensiones espaciales adicionales. Los participantes concluyeron que hay suficientes caminos sin explorar como para apoyar la investigación futura a pesar de que los viajes a velocidades superiores a la de la luz están más allá de nuestra ciencia actual. Algunos de estos caminos incluyen la búsqueda de pruebas de agujeros de gusano y agujeros de gusano con entradas de masa negativa (búsquedas que se están llevando a cabo en estos momentos), la comprobación experimental de si la velocidad de la luz es mayor en una cavidad Casimir, y la comprobación de si los recientes datos que indican que el neutrino tiene masa imaginaria pueden ser interpretados verazmente como pruebas de que el neutrino posee propiedades de taquión (los taquiones son partículas teóricas que viajan más rápido que la luz).

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Contenidos

• ¿Por que es tan complicado un viaje interestelar?


• De la inspiración a la invención


• Ideas basadas en lo que conocemos


• Ideas basadas en lo que nos gustaría conseguir


• Algunas posibilidades emergentes < ¡Estas aquí!


• Enlaces a actividades relacionadas de la NASA


• Entonces, ¿podemos hacerlo?


• Preguntas más frecuentes

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Nota de los Traductores: El término Warp Drive ha sido traducido como 'Empuje Hiperespacial', aunque también se podría traducir como 'Impulso de torsión', 'Impulso de deformación', 'Impulso Warp', 'Viaje Curvado', 'Motor de curvatura', 'Motor translumínico', 'Motor superlumínico', 'Motor hiperespacial', 'Motor de impulso factorial', 'Motor de torsión'...