?Viajaremos m¨¢s r¨¢pido que la luz?

Seg¨²n la teor¨ªa de la Relatividad General, nada puede viajar a m¨¢s r¨¢pido que la luz (300.000 kil¨®metros por segundo), lo que impide una exploraci¨®n espacial profunda basada en el env¨ªo de expediciones de ida y vuelta: llegar a la estrella m¨¢s cercana requerir¨ªa, como m¨ªnimo, cuatro a?os de viaje, y ni hablar de cruzar la galaxia, que exigir¨ªa varias decenas de miles de a?os. Una de las posibilidades te¨®ricas para escapar de esta limitaci¨®n era el motor de curvatura, consistente en mover el propio espacio-tiempo que, en principio, puede contraerse y expandirse sin l¨ªmite de velocidad.

El motor de curvatura tiene su origen en la ficci¨®n: se trata del mecanismo que permite a los personajes de la pel¨ªcula Star Trek surcar el espacio m¨¢s r¨¢pido que la luz o a velocidades superluminares mediante la distorsi¨®n del espacio-tiempo. En 1994 salt¨® al terreno cient¨ªfico de la mano del f¨ªsico mexicano Miguel Alcubierre, quien convirti¨® el viaje hiperveloz en una posibilidad f¨ªsica. Para ello, aprovechaba la flexibilidad de la geometr¨ªa del espacio-tiempo, que se curva en presencia de materia del mismo modo que, por ejemplo, una pelota situada sobre una s¨¢bana tensada curva el tejido a su alrededor. En el universo, los objetos m¨¢s masivos producen curvaturas m¨¢s acentuadas, y Alcubierre dise?¨® el siguiente medio de transporte: una burbuja cuyas paredes, compuestas de materia "ex¨®tica", producen una contracci¨®n del espacio-tiempo en la proa y una dilataci¨®n en la popa similares a una ola en el mar. Una nave dentro de la burbuja alcanzar¨ªa su destino "sin moverse" por la distorsi¨®n local del espacio-tiempo, igual que un surfista situado sobre la cresta no ejerce un movimiento propio pero alcanza la orilla gracias al de la ola.

En 1994 el cient¨ªfico mexicano Miguel Alcubierre convirti¨® el viaje hiperveloz en una posibilidad f¨ªsica

No es factible

Un gran medio de transporte, ?verdad? Pues un estudio ha demostrado que no es factible. "El motor de Alcubierre ya mostraba debilidades, pero hay algo que no se hab¨ªa contemplado y puede afectar al movimiento de esa burbuja: c¨®mo act¨²an las fluctuaciones cu¨¢nticas ante las curvaturas", se?ala Carlos Barcel¨®, del Instituto de Astrof¨ªsica de Andaluc¨ªa (IAA-CSIC), uno de los autores del trabajo. Cuando la burbuja se desplaza a velocidad superluminar, desde el punto de vista del observador interno las paredes anterior y posterior se comportan respectivamente como un horizonte blanco y un horizonte negro, similar al que poseen los agujeros negros. Esto es: si el astronauta de la nave mira hacia atr¨¢s no ver¨¢ absolutamente nada, ya que se est¨¢ desplazando a mayor velocidad que la luz y ninguna se?al puede alcanzarle; en cambio, la proa de la nave recibir¨¢ todas las se?ales, y por ello se habla de horizonte blanco.

En este reciente estudio, los f¨ªsicos han calculado c¨®mo se comportan las fluctuaciones cu¨¢nticas en ambos horizontes cuando la burbuja se acerca a la barrera de la luz, y han hallado dos efectos que impiden el viaje. En la teor¨ªa cu¨¢ntica se trabaja con el concepto de vac¨ªo no inerte, que se describe como el constante nacimiento y aniquilaci¨®n de pares de part¨ªculas, tan r¨¢pido que resulta imposible detectar su presencia (por ello se las conoce como part¨ªculas virtuales). Sin embargo, bajo ciertas condiciones, como una fuerte distorsi¨®n del espacio-tiempo, esas part¨ªculas pasan a ser reales. Esto es lo que ocurre en ambos horizontes de la burbuja, con catastr¨®ficas consecuencias.

La radiaci¨®n de Hawking

En el horizonte negro se produce un resplandor debido a la radiaci¨®n de Hawking, un efecto conocido en los agujeros negros, objetos con campos gravitatorios tan intensos que ni la luz puede escapar. Sin embargo, Stephen Hawking predijo en 1974 que los agujeros s¨ª emiten radiaci¨®n debido, precisamente, a la creaci¨®n y destrucci¨®n de pares en la proximidad del horizonte de sucesos, o regi¨®n l¨ªmite a partir de la que s¨ª es posible la huida: el campo gravitatorio del agujero negro puede romper el par y absorber una de las part¨ªculas, mientras que la otra escapa y pasa de ser una part¨ªcula virtual a una part¨ªcula real. El efecto es un resplandor que procede del horizonte y cuya intensidad, en el caso del horizonte negro de la burbuja, depende del grosor de la pared: una pared fina, m¨¢s f¨¢cil de obtener en teor¨ªa, presentar¨ªa temperaturas muy altas que podr¨ªan destruir la nave que viajara en su interior.

Y, aunque pudieran construirse paredes tan gruesas que la temperatura producida por la radiaci¨®n de Hawking no fuera un obst¨¢culo, el horizonte delantero, el blanco, supone un impedimento insalvable. La contracci¨®n del espacio-tiempo en la parte delantera producir¨ªa, igualmente, la ruptura de los pares de part¨ªculas, aunque con la diferencia de que todas las part¨ªculas ir¨ªan amonton¨¢ndose en la pared produciendo en ella una acumulaci¨®n exponencial de energ¨ªa. "Un crecimiento exponencial es incontrolable -asegura Carlos Barcel¨®-, y hace inconsistente la construcci¨®n porque tiende a autodestruirse. Otra opci¨®n consiste en no atravesar la barrera de la luz, de modo que no se produjeran horizontes, ni radiaci¨®n de Hawking, ni altas temperaturas. Quiz¨¢ viajar al 99% de la velocidad de la luz no est¨¦ tan mal, despu¨¦s de todo".

Silbia L¨®pez de Lacalle es periodista y trabaja en el Instituto de Astrof¨ªsica de Andaluc¨ªa