Agujero Negro

Recientemente estuve limpiando el trastero y me encontré los apuntes de mis antiguos alumnos de Tecnología, chavales de 10 a 14 años, y me di cuenta que una de las preguntas que se repetía en todos los cursos era ¿Por qué no podemos viajar mas rápido que la luz? Y como ha llegado mi cuñao de visita con la disculpa del trabajo me encierro a escribir este blog.

Con velocidad de la luz queremos decir que es la velocidad máxima que se puede alcanzar en el vacío de "este universo". La luz alcanza esa velocidad porque no tiene masa. Los objetos con masa no pueden ni igualarla. Trataré de explicar el porqué de esa limitación. Voy a ser muy simple, lo que voy a explicar es mucho mas complicado pero a los chavales se lo explicaba así y lo entendían.

Con permiso de la teoría de Supercuerdas, nuestro universo tiene 4 dimensiones, tres espaciales y una temporal. Ya lo enunció Einstein en su teoría de la relatividad. La dimensión temporal está engarzada con las otras tres, lo que se denomina el espacio-tiempo. Una dimensión espacial es la que se extiende de delante-atrás, otra de izquierda-derecha y la tercera arriba-abajo.

Imaginemos un vehículo que se desplaza en un espacio de sur a norte, la distancia mas corta es la línea recta. Si quiere desplazarse al noreste tendrá que inclinar la trayectoria unos grados hacia el este (dimensión izquierda-derecha), esta trayectoria es mas larga que la primera porque tiene que "repartir" su desplazamiento entre dos dimensiones, una fracción por la dimensión delante-detrás y otra de izquierda-derecha. Si además el objetivo está elevado, respecto a la salida, tiene que "repartir" los desplazamientos entre las tres dimensiones.

¿Qué pasa con la dimensión temporal?

Sabemos que la velocidad es espacio partido por tiempo, vemos que el tiempo también interviene. Un objeto en reposo siempre se está desplazando a la velocidad de la luz por la dimensión temporal. Si empezamos a desplazarnos por las dimensiones espaciales hay que "repartir el movimiento por TODAS las dimensiones, cuanto mas velocidad por las espaciales menos velocidad por la temporal (se ralentiza el tiempo). Se ve claramente que si "gastamos" todo el movimiento por la espacial el tiempo no transcurriría.

Sería prolijo tratar de diseccionar la teoría de la relatividad (en realidad las teorías de relatividad son dos, la general y la especial). No voy a demostrarlas, ya se ha comprobado teórica y experimentalmente cómo sus predicciones se cumplen espectacularmente con multitud de experimentos. Baste decir que Einstein demostró lo siguiente: La velocidad máxima que se puede alcanzar en este universo es de 299.792,458 kilómetros por segundo, abreviamos poniendo 300.000 km/s. Sólo las partículas sin masa puede alcanzar esta velocidad, la luz es una de ellas.

La materia es energía ultraconcentrada, de ahí la famosa fórmula E=mc2. Podemos convertir la masa en energía o la energía en masa. Un objeto en movimiento tiene mas masa que estando en reposo. Su longitud se acorta en la dirección del movimiento. El tiempo se ralentiza respecto a otro en reposo. Todo esto es proporcional a la velocidad. Mas velocidad es igual a menor longitud, mas masa y tiempo mas lento.

Una nave que se desplaza cumple todo esto, a las velocidades que alcanzamos con nuestra tecnología actual no es fácilmente detectable, solo experimentos muy sofisticados comprueban la veracidad. Si esta nave se desplazara a una fracción notable de la de la luz, un 80% por ejemplo, en un viaje de ida y vuelta de la Tierra a otro sistema estelar, en esta nave el tiempo ha transcurrido mucho mas lento que en la Tierra, el astronauta se podría encontrar a su vuelta con que sus nietos son mucho mas viejos que él. Si seguimos inyectando energía a la nave casi la totalidad se convertiría en masa y cuanto mas cerca del límite mas aún, llegando a necesitar energía infinita para alcanzarla, cosa imposible, menos aún superarla.

También ocurre que a la velocidad de la luz la nave se ha contraído hasta medir cero y el tiempo se ha ralentizado tanto que no transcurre ¡se ha parado el tiempo! (el fotón es eterno). Si ves lo incongruente de dimensión 0, tiempo 0 y masa infinita imagina si superásemos la velocidad de la luz: Longitud negativa ???, tiempo negativo (tiempo al revés) y masa mayor de infinito. La conclusión es que los viajes a otras estrellas no es posible durante la duración de una vida humana. ¿Seguro? ¿Qué tiene que decir a todo esto Alcubierre y su motor Warp?

El motor Warp.

En 1994 el físico mexicano Miguel Alcubierre publicó una idea que teóricamente demostró que apoyándose en la propia teoría de la relatividad de Einstein se podría viajar mas rápido que la luz sin violar la relatividad. El truco está en que ninguna partícula puede viajar a mayor velocidad que la luz en el vacío "dentro del espacio" pero nada impide que el propio espacio se pueda dilatar y expandir a mas velocidad, las ecuaciones de la relatividad lo permite.

La idea de Alcubierre es crear una burbuja que envuelva a la nave y que dilate el espacio detrás de ella y lo contraiga delante, de esta forma llevamos la frase "si Mahoma no va a la montaña la montaña vendrá a Mahoma" a su máxima expresión. No nos desplazamos por el espacio, es el propio espacio el que se desplaza a nuestro alrededor acercándonos al objetivo y a velocidad arbitraria sin limitación estando en reposo. Al no desplazarnos nos libramos de los problemas de ralentización del tiempo, energía infinita y longitud 0. Podemos ir y venir a otras estrellas y no tener que visitar a tus nietos en el geriátrico.

Desgraciadamente el propio físico mexicano se encargó de demostrar que aunque teóricamente es posible construir el motor Warp (impulso por deformación) la energía necesaria es tan inmensa que se queda fuera del alcance de nuestras tecnologías actuales. Necesitaríamos energía de nivel estelar, mas energía que la que produce el Sol y además necesitaríamos materia y energía exótica. Por lo que el motor Warp tendrá que esperar unos cuantos miles de años para que la tecnología humana sea capaz de manejar esos niveles de energía. Si no nos hemos suicidado como especie antes.