viernes, 30 de enero de 2015

¿CUANTO TIEMPO DEMORAMOS EN LLEGAR A "ALPHA CENTAURI"?

Imagen de cómo podría  parecer una Nave Espacial con motor Warp. Crédito: Mark Rademaker/Mike Okuda / Harold White / NASA

Cada  vez que se toca algún tema astronómico, nos sorprenden las maravillas del universo y alienta el deseo de conocer más y si es posible, ir algún planeta cercano.
Asi nos encontramos con que la estrella “más cercana” a la Tierra, es Alpha Centauri, ubicada en la Constelación del Centauro.

Alpha Centauri, también conocida como Rigel Kent,  es el sistema estelar más cercano al Sol, está a unos 4,37 años luz de distancia, o sea, a unos 41,3 billones de kilómetros.
Es una estrella binaria muy bella. La compone Alpha Centauri A una estrella  amarilla similar al Sol y Alpha Centauri B una estrella naranja tipo K; ambas giran entre sí en una órbita de unos 80 años.

De existir un planeta orbitando alguna de ellas, nuestro vecino se encontraría a una distancia de de unos 41.3 billones de kilómetros; y si es nuestra vecina ¿Podemos ir tan lejos, y tan cerca? La respuesta es no…es fácil.

La Nave Voyager 1 que en la actualidad se encuentra en el espacio interestelar, y que fue lanzado en 1977, después de 38 años de viaje, recién está a unos 19.600.000.000  kilómetros, lo que le da  haber cubierto cada año alrededor 516.000.000 de kilómetros.
A este ritmo, una nave espacial que sea lanzada  hacia un  exoplaneta cercano a Alpha Centauri, llegaría aproximadamente en unos  80.000 años (después de unas 1.000 generaciones, o sea, en el año 3.015 si partiera hoy).

El espacio exterior es extremadamente grande, y es la razón por  lo cual la NASA no tiene planes  para enviar una nave espacial a cualquiera de los 1.876 exoplanetas conocidos.

¿Un cohete  convencional funcionaría?
El problema sería el combustible, se necesita una cantidad inmensa de combustible para llevar a cabo un viaje interestelar.

¿Y el Motor Warp?
En realidad el motor Warp mencionado en la serie “Viaje a las Estrellas” no es un motor de fantasía científica, El Dr. Harold “Sonny” White, que lidera un avanzado Equipo de Propulsión en el Centro Espacial Johnson de la NASA, afirmó haber hecho un descubrimiento que hace verosímil la idea de ir más rápido que la luz en un viaje interestelar, utilizando un concepto conocido como el Alcubierre Motor Warp.
Este concepto esta basado en las ideas presentadas por el físico mexicano Miguel Alcubierre en 1994, que sugirió que podría lograrse ir más rápido que la luz distorsionando el espacio-tiempo.

Una impulsión Alcubierre se produce deformando el espacio-tiempo que se extiende en una oleada causada en el tejido del espacio al contraerse por delante de una nave espacial, la que  se extiende detrás de la nave, se amplía. La nave al montar en esta ola se acelera a altas velocidades logrando viajar en el tiempo.
La unidad de Alcubierre, también conocida como el Alcubierre métrico o Warp Drive, es un modelo matemático de un espacio-tiempo que exhibe características  que recuerdan la ficción del “Warp Drive” de Star Trek, que podía viajar más rápido que la luz (aunque no en un sentido local). Las principales características de la aplicación de unidades de urdiembre Alcubierre para el control del tiempo y viaje en el tiempo, se presentan en la imagen que sigue:



Descripcion de Unidad Alcubierre Warp


En 1994 cuando el físico Miguel Alcubierre propuso un método de estiramiento espacial en una ola que, en teoría, haría que el tejido del espacio por delante de una nave espacial se contraiga y el espacio de atrás de ella, se amplíe.  La nave que está en esta nueva ola,  se encuentra dentro de una región conocida como burbuja warp de espacio plano.
La nave no se mueve dentro de la burbuja, es llevada a lo largo como si la propia región se moviera, son los efectos relativistas convencionales, tales como la dilatación del tiempo, que no se aplican en la forma en que serían en el caso de una nave en movimiento a gran velocidad a través del espacio-tiempo plano.
Además, este método de viaje, en realidad no implica moverse más rápido que la luz en un sentido local, ya que un rayo de luz dentro de la burbuja siempre se movería  mas rápido que la nave.
Solo es más rápido que la luz en el sentido de que, gracias a la contracción del espacio enfrente de ella, la nave podría llegar a su destino en forma más rápida que un haz de luz restringido a viajar fuera de la burbuja de la urdiembre. Por lo tanto, la unidad de Alcubierre no contradice la afirmación convencional de que la relatividad prohíbe un objeto más lento que la luz pueda acelerar más rápido que la velocidad de la luz.

H. “Sonny” White ha estado trabajando para investigar estas ideas y, en junio de 2014, dio a conocer imágenes  de cómo una nave podría, en forma similar, desplazarse más rápido que la luz.
Los diseños de naves que el artista Marcos Rademaker desarrolló de acuerdo a las ideas teóricas, pueden verse en este enlace a la página de Flickr.

El vídeo que sigue, presenta la charla de Harold White en la Conferencia SpaceVision 2013 del Espacio, llevada a efecto en Phoenix en noviembre 2013. White habla de los conceptos y el progreso en el desarrollo de la deformación de  la tracción en las últimas décadas.

  
                      Enlace al vídeo “Faster Than Light: Warp Drive”

¿Es posible viajar más rápido que la luz mediante la Impulsión de la Deformación Alcubierre?
 Al igual que con los sistemas de propulsión convencionales, el problema es la energía. En este caso,  es el tipo de energía que el motor Warp necesitaría.
La página Daily Kos dice: “Con el fin de formar la urdiembre campo-burbuja, es necesario una región del espacio-tiempo con densidad de energía negativa (es decir, rechazar espacio-tiempo). Los modelos científicos  predicen que puede existir materia exótica con energía negativa, pero nunca se ha observado. De todas formas, la materia y la luz tienen una densidad de energía positiva y crean un campo gravitacional atractivo.  Así que mientras más rápido que la luz viaje a través de la impulsión de la  Deformación Alcubierre, es altamente especulativa por decir lo menos. Con las tecnologías actuales, no es posible. Sin embargo, si se pudiera llevar a cabo, reduciría el tiempo de viaje a Alfa Centauri de miles de años a tan sólo unos días”.

Se han discutido otros medios de propulsión alternativos, por ejemplo, los Motores de Antimateria. Estos trabajan bajo el principio de que cuando la antimateria y la materia se encuentran, se aniquilan entre sí, liberando enormes cantidades de energía.
Los científicos han observado fragmentos de antimateria en los aceleradores de partículas, pero nadie sabe como crear suficiente antimateria, o como almacenarla, para un viaje a las estrellas.

También existe la factibilidad de utilizar las Velas de Luz, la cual se basa en que son delgadas y ligeras y son impulsadas por el Sol u otras estrellas, o incluso con láseres disparados desde la Tierra. La nave comienza con un desplazamiento lento, pero acelera hasta lograr la velocidad luz. Sin embargo, nadie imagina que  una vela de luz permita  viajar a Alpha Centauri dentro del curso de una vida humana.

El verdadero problema con el viaje a nuestra vecina Alpha Centauri  en forma más rápida que la luz,es que no se convertirá en realidad,  se tendrán que elegir otros métodos, un arco de espacio de propulsión convencional de algún tipo, o una unidad de antimateria, o una vela solar, solo  queda tratar de lograr un sistema más eficiente que permita viajar a Alpha Centauri en un lapso de tiempo de días.
A 4,3 años luz de distancia, el sistema Alpha Centauri es el sistema estelar más cercano a la Tierra, pero lograr un viaje corto será extremadamente difícil.
Fuente: Earth Sky / Wikipedia / Misión Voyager / Flickr /
Lectura complementaria:
Motor warp