Carreritas contra la luz

Uno de los principios más básicos de la física es que nada puede viajar más rápido que la luz.

Para entender porqué, pensemos en la masa como una medida de oposición al movimiento: es mucho más fácil mover un vaso que mover un piano. Llamenos inercia a esta oposición. Intentar mover el piano a una velocidad rápida requiere mucha energía. Y cuanto mayor es la velocidad, más grande es la inercia. Entonces, se requiere más energía para acelerarlo. A velocidades cercanas a la velocidad de la luz, la inercia es increíblemente grande y no existe energía suficiente para acelerar más el objeto, pues se vuelve prácticamente infinita. Esa es la razón de que no podamos ir más rápido que la luz.

Lo anterior se interpone a nuestros deseos por recorrer el cosmos. Sin embargo, se han propuesto varias soluciones a ello. Una de las más destacadas es el motor de curvatura, propuesto por el físico mexicano Miguel Alcubierre e inspirado en Star Trek. Retomemos el punto anterior y notemos que la restricción de velocidad se impone únicamente a objetos con masa, pero no para el espacio en sí mismo. Imagínate entonces que quieres ir del centro de Puebla a la Ciudad de México, pero   ahorrándote el tráfico y los 129 km de distancia entre ambas ciudades. Tampoco te vas a mover tú. En su lugar, vamos a expandir el espacio detrás de tí y vamos a acortar el espacio frente a tí: esto es, hacer que la distancia entre tu persona y el lugar donde estás parado, aumente. En sentido opuesto, hagamos que la distancia entre tú y tu destino, se acorte. Todo esto, moviendo únicamente el espacio y haciendo que este sea el que te lleve.

Imagina ahora que podemos hacer esto para viajar distancias cósmicas y que podemos expandir y acortar el espacio a velocidades mayores a las de la luz. Este es el principio del motor de curvatura, y nos permitiría viajar en una nave que cree una curvatura de deformación del espacio-tiempo alrededor de ella. Yo sé que suena a mucha ciencia ficción, pero lo cierto es que la idea parte de una solución matemática a las ecuaciones de Einstein. Entonces, tenemos enfrente una idea increíble y fundamentada por la ciencia que acortaría el tiempo de viaje interestelar, ¿por qué no lo estamos haciendo?

Bueno, porque la propuesta de Alcubierre tiene un par de detallitos. Para empezar, no tenemos mucha idea de cómo manipular el espacio-tiempo de esa manera. Sabemos que la masa curva el espacio, así es como funciona la gravedad de acuerdo con la teoría de la relatividad general. Sin embargo, no somos capaces de producir cuerpos con masa suficiente como para curvar el espacio de la forma en que lo necesitamos.

El segundo problema es que para que este modelo funcione, se requiere una densidad de energía negativa muy grande. Es decir, una energía por unidad de volumen gigantesca y con signo menos. Esto va en contra de las condiciones de energía de la relatividad general, por lo que se limita a ser una solución válida a las ecuaciones de Einstein, pero es prácticamente imposible aplicarla. Aún así, el sueño persiste y se siguen lanzando propuestas que eliminen estos problemas. En particular, hace un par de años un grupo de investigadores de Applied Physics formularon un modelo teórico que intenta generar esta curvatura sin la necesidad de utilizar energía negativa.

Podemos aprender un par de cosas de esta historia. La primera, que la ciencia ficción puede ser una gran inspiración para la ciencia de verdad. La segunda, que la perseverancia es importante, y aún si nos enfrentamos a problemas tan exóticos como energía negativa, siempre hay una manera de resolverlo. Cada vez estamos más cerca, y quién sabe, quizá en algunos años la visión de Alcubierre se vuelva realidad, y el libro autografiado en mi librero valga muchísimo más.

Referencias:

Nieves, J. M. (2021, marzo 3). Diseñan el primer motor de curvatura para viajar a la velocidad de la luz. ABC.es. https://www.abc.es/ciencia/abci-desarrollan-primer-modelo-viable-motor-curvatura-como-star-trek-202103030130_noticia.html

Alternate view column AV-81. (s/f). Washington.edu. Recuperado el 11 de abril de 2025, de https://www.npl.washington.edu/av/altvw81.html