Los impulsos warp se encuentran entre los conceptos más plausibles de la ciencia ficción, al menos desde una perspectiva matemática. Ahora, Applied Physics, un grupo multidisciplinario de científicos e ingenieros internacionales, ha lanzado Warp Factory, un software de código abierto que cualquiera puede utilizar para diseñar un motor warp funcional.
«Los físicos ahora pueden generar y perfeccionar una variedad de diseños de motores warp con solo unos pocos clics, lo que nos permite avanzar en la ciencia a una velocidad vertiginosa», dijo Gianni Martire, director ejecutivo de Física Aplicada. “Warp Factor sirve como un túnel de viento virtual, lo que nos permite probar y evaluar diferentes diseños de urdimbre. La ciencia ficción se está acercando cada vez más a la realidad científica”.
Mucha gente estaría familiarizada con los motores warp, al menos como concepto. fanáticos de la Star Trek El universo y otras franquicias de ciencia ficción menores han llegado a aceptar la idea de los viajes espaciales a velocidades más rápidas que la luz: por un lado, acelera la narración de historias y significa que los personajes pueden cruzar galaxias sin envejecer miles de años.
Pero muchos se sorprenderían al saber que los motores warp en realidad tienen alguna base científica.
La física de los motores warp: Einstein, bolas de bolos y láminas de goma
En la literatura de ciencia ficción, el viaje superluminal (otra forma de decir más rápido que la luz) (FLT) se logra deformando o deformando el espacio-tiempo alrededor de un objeto (por ejemplo, una nave espacial), de ahí el término «driver warp». Pero ¿qué es el espacio-tiempo?
En física, el espacio-tiempo es un modelo conceptual que fusiona las tres dimensiones del espacio (un conjunto de coordenadas x, y, z; una ubicación física) con una cuarta dimensión: el tiempo
La teoría especial de la relatividad de Einstein explica la relación entre el espacio, el tiempo, la masa y la energía y establece que la energía (E) es igual a la masa (m) multiplicada por la velocidad de la luz (c) al cuadrado. mi = mc2. Es decir, la energía y la masa son versiones diferentes e intercambiables de la misma cosa, pero la velocidad de la luz es constante: es la misma en todas partes del universo.
Un resultado de esta famosa teoría es que a medida que un objeto se mueve más rápido, su masa observada aumenta. A medida que el objeto se acerca a la velocidad de la luz, su masa observada se vuelve infinitamente grande, por lo que se necesita una cantidad infinita de energía para moverlo. Entonces, según la teoría de la relatividad especial, la velocidad de la luz es el límite absoluto de velocidad del universo.
El especial La teoría de la relatividad se relaciona con objetos que no se aceleran (llamados marcos de referencia inerciales), pero no incorpora la gravedad. Eso es lo que general Para qué sirve la teoría de la relatividad.
La relatividad general afirma que la gravedad es la forma en que la masa deforma el espacio y el tiempo. Cuanto mayor es la masa, más deforma el espacio-tiempo. Estas deformaciones, o curvas, restringen la forma en que se mueve todo en el universo, porque los objetos tienen que seguir caminos a lo largo de esta curvatura deformada.
Aquí es donde obtenemos esa imagen clásica de una bola de boliche (que representa un objeto masivo) colocada sobre una lámina de goma estirada (que representa el espacio-tiempo). Si se coloca una canica sobre la hoja, rodará hacia la bola de boliche e incluso podrá «orbitarla». Esto ocurre no porque la masa más grande emana una fuerza que atrae a la masa más pequeña, sino porque la masa más pequeña viaja a lo largo de una superficie que ha sido deformada por la presencia de la masa más grande.
Los impulsores warp son soluciones a las ecuaciones de campo de Einstein, que forman el núcleo de su teoría general de la relatividad y pueden calcular cómo una distribución particular de materia y energía deforma el espacio-tiempo. Las ecuaciones son demasiado complicadas para abordarlas aquí, pero para obtener una explicación simplificada, consulte el vídeo a continuación de la física teórica y filósofa científica Sabine Hossenfelder. Ella analiza la relatividad general en el minuto 3:54 y continúa analizando la investigación que aparece en la siguiente sección.
Noticias de Warp Drive. ¡En serio!
Investigación sobre el impulso warp: ¿de la teoría a la realidad?
La teoría de Einstein nos enseñó que el espacio se puede deformar con energía. Una burbuja de energía que rodea un objeto, como una nave espacial, contrae el espacio frente a él y expande el espacio detrás de él. La deformación hace que las ubicaciones deseadas se acerquen al objeto, lo que significa que puede viajar sin moverse. Pero la gran pregunta en todo esto es: ¿De qué tipo de energía está hecha la burbuja?
En 1994, el físico teórico Miguel Alcubierre propuso que una nave espacial podría viajar más rápido que la velocidad de la luz utilizando este mecanismo de contracción-expansión. Básicamente, la nave permanecería encapsulada en una burbuja de energía y su tripulación no sentiría el viaje interestelar.
Desafortunadamente, las ecuaciones matemáticas de Alcubierre no explicaban cómo su propuesta de motor warp permitía viajar más allá de la velocidad de la luz. Además, requirió grandes cantidades de ‘energía negativa‘ – algo que no existe. El camino de Alcubierre se consideraba en general inalcanzable.
Después de Alcubierre, la «realidad» de los motores warp sufrió un gran golpe. El concepto no se recuperó realmente hasta 2020, cuando salió el siguiente gran artículo: el de Alexey Bobrick y Gianni Martire. Presentamos las unidades Warp físicas.
En el artículo, Bobrick, un astrofísico teórico, y Martire, un físico autodidacta y emprendedor tecnológico, desarrollaron el primer modelo de impulsos warp físicos que evita los problemas del modelo de Alcubierre. Es importante destacar que el modelo de los investigadores se ocupaba de los viajes subluminales, es decir, los viajes más lentos que la velocidad de la luz.
Los investigadores de Applied Physics describen los impulsos warp como «capas de material de energía positiva o negativa que se mueven inercialmente y que encierran una región ‘pasajera’ dentro de una métrica plana». Cuanto más masiva se vuelve una capa esférica, más influencia tiene en el espacio-tiempo. En su interior, una masa significativa produce un efecto significativo. En el siguiente vídeo, Bobrick y Martire analizan su investigación con más detalle.
¿Es posible el Warp Drive? Con Alexey Bobrick y Gianni Martire
El modelo Bobrick-Martire redujo los requisitos de energía en un factor de 30 y demostró que los motores warp podían funcionar sin combustibles teóricos como la energía negativa, lo que aparentemente confirma que los motores warp son físicamente posibles. Si bien la investigación no explicó cómo un objeto podría acelerarse a velocidades superluminales, proporcionó una base matemática sólida para estudiar los impulsos warp.
Después de observar Star Trek: la próxima generación cuando era niño, físico erik lentz estaba motivado para hacer realidad los motores warp. Junto con el artículo de Bobrick y Martire publicado recientemente, Lentz’s 2021 papel causó un frenesí en los medios de comunicación en todo el mundo, reavivando la idea de los viajes superluminales en la conciencia pública.
E. Lentz/Universidad de Gotinga
Utilizando las ecuaciones de campo de Einstein, Lentz unió configuraciones inexploradas de burbujas warp (las llamó ‘solitones’) y llegó a una disposición que podría lograr viajes FTL usando solo energía positiva de fuentes de energía convencionales.
en un presione soltar Lentz, que acompaña al estudio, postuló que, siempre que se pudiera generar suficiente energía, las ecuaciones que utilizó permitirían los viajes espaciales desde la Tierra hasta Próxima Centauri, la estrella conocida más cercana al Sol, y regresar «en años en lugar de décadas o milenios». Sin embargo, la energía siguió siendo una barrera para realizar un impulso warp físico en la vida real, y Lentz no explicó cómo su modelo de energía positiva evitaba las energías negativas.
“La energía necesaria para que este propulsor viaje a la velocidad de la luz abarque una nave espacial de 100 metros [328 ft] «El radio es del orden de cientos de veces la masa del planeta Júpiter», dijo Lentz. «El ahorro de energía tendría que ser drástico, de aproximadamente 30 órdenes de magnitud para estar al alcance de los reactores de fisión nuclear modernos».
Presentamos la fábrica Warp
Bobrick y Martire volvieron a entrar en la discusión en 2024, colaborando con investigadores del Instituto de Tecnología de Israel y la Universidad de Alabama para publicar un artículo titulado Análisis de tiempos espaciales de Warp Drive con Warp Factory. Coincidiendo con la publicación del estudio se produjo el lanzamiento de dicha Warp Factory.
Sabine Hossenfelder revisa los motores warp en el contexto de este nuevo trabajo de investigación en el siguiente vídeo.
Warp Drives: nuevas simulaciones
Desarrollado en el Laboratorio de Física Aplicada (APL) de Applied Physics, Fábrica de deformaciones permite a los investigadores decididos a hacer realidad los motores warp modelar los espacios-tiempos de los motores warp. El software de código abierto realiza las ecuaciones de campo de Einstein y calcula las condiciones de energía, entre otras cosas, proporcionando a los usuarios visualizaciones en 2D y 3D. El código está disponible en GitHub.
«Al utilizar Warp Factory, los investigadores pueden explorar ampliamente una amplia gama de métricas de deformación, particularmente en los casos en que los cálculos analíticos se vuelven poco prácticos», dijeron los investigadores.
¿Que estas esperando? ¡El viaje interestelar te espera! Hazlo así.
Fuente: Cable comercial
