hasta el infinito y sin repostar: primero la teoría

En la ciencia ficción los autores no pueden sino tomarse sus licencias.

Muchas veces veremos una nave que puede viajar entre un punto y otro de la galaxia en cuestión de días; pero no es tan común que te den una explicación 'dentro' de ese universo que satisfaga al lector que quiere saber más.
Esto marca, si puede, un poquito la diferencia entre la ciencia ficción 'dura' (que extrapola los conocimientos actuales y muestra un futuro acorde a ellos) y la blanda (en el que todo parece pasar porque lo hizo un mago o un tecnomago... aunque de normal es más consistente que eso).

Hace tiempo intenté hacer un post de motores de naves de ciencia ficción, pero al ver que en uno solo no me entraba todo primero expondré la teoría y despues iré publicando sobre cada motor por separado.

Las propulsiones de este tipo se llaman FTL (del Inglés Faster Than Light),* y son de lo más variadas dependiendo si una obra (libro, serie de Tv, serie de anime, película) respeta las leyes de relatividad cuántica. Para dejarlo claro, en este contexto FTL quiere decir que transmitimos materia o información a una velocidad mayor que la de la luz en el vacío; la constante c**.
La relatividad nos dice que no hay nada que vaya más deprisa que la luz***, pero tampoco es que se oponga a que algo pueda ir más rápido que la luz. Solo que.. al igual que la aceleración se compara con la gravedad, viajar más rápido que la luz violaría el principio de causalidad (que el orden de las cosas es causa --> efecto) , así que al final y de la forma más tonta nos dice que no, que tal y como están las cosas no se puede viajar a más velocidad que la luz.

Para ello se usan ciertas 'tretas':
a) Ignoramos la relatividad
b) Hacemos que la luz vaya más rápido (como en Futurama)
c) Vamos a algún lugar donde el límite no sea la luz (esta es muy conocida por la ciencia ficción)
d) Distorsionamos el espacio tiempo (como en Horizonte Final o Star Trek)
e) 'Usar' el hecho de que el tiempo y el espacio están cuantificados.

Pero vamos por cachos:

a) Ignorar la relatividad:
Si, suena bien, pero es un pifostio. Ignorar la relatividad especial (la que se refiere al comportamiento de cuerpos a velocidades elevadas) podría ser casi facil, pero nos dejamos de lado una gran parte de la ciencia moderna que hasta el momento ha sido puesta a prueba y las ha superado . Si pasamos de la relatividad general la cosa se complica pues, aparte de negar grandes evidencias del tamaño del.. universo... tenemos que dar por sentadas cosillas como que la velocidad de la luz puede variar o que ciertas particulas de masa cero pueden ir más rápido que la luz.

b) Hacemos que la luz vaya más rápido:
Como se dijo antes, en el 2208 se amplió la velocidad de la luz para ir más rápido. Esto aunque es bastante... ingenioso es un poco imposible para nosotros... A no ser... que usemos unas tretas físicas. La velocidad de la luz es invariable cuando tenemos un punto de referencia con el que compararlo (un marco inercial), pero la luz se mueve en el vacío... que tiene una energía asociada y que está demostrado que si se hace descender esa energía los fotones viajarán a una velocidad mayor que 'c'. Esta tontería se llama efecto Scharnhorst; y lo de bajar la energía se puede conseguir gracias a otro efecto, el efecto Casimir. Este último es la fuerza fisica ejercida entre dos cuerpos separados debido a la resonancia de los campos energéticos de cada uno.

Lo único malo es que la distancia entre los objetos tiene que ser muuuy pequeña, pues la fuerza decae rápidamente cuanta más distancia haya entre ellos. Yo no puedo dejar de imaginarme a una nave espacial con una zanahoria delante xD

También hay que remarcar el experimento de 2 físicos de la universidad de Koblenz; en el que transmitieron fotones de un lugar a otro instantáneamente usando un método de tunelación cuántica. Tal cual suena, es un fenomeno nanoscopico en el que una partícula traspasa una barrera que no debería pasar (cuánticamente es más divertido, una parte de su energía en forma de onda entra en resonancia con la barrera y la deja pasar). Pero una vez más; esto solo pasa en espacios muy pequeñitos.

c) Ir a un sitio donde el límite no sea la velocidad de la luz:
Ingenioso sí, pero por ahora es mejor no adentrarse. Por ejemplo, en Star Wars o en Stargate, las naves pasan a una zona del espacio que está por debajo de éste de forma que viajan mucho más rápido por él. La prohibición de velocidad sigue estando ahí.. y la cumplen, pues no viajan a más de la velocidad de la luz por el espacio normal.

En Babylon5 el tema hiperespacial es un poco más complejo. Las naves de este universo cuentan con 'motores de salto', que les permiten entrar en una parte del espacio que está 'por debajo' del espacio normal. En este 'hiperespacio' las distancias se corresponden con distancias mayores que en el espacio real, de forma que usando sus 'motores normales' en esta zona recorren mayores distancias.

En Stargate las naves circulan por el subespacio; que es como el hiperespacio en muchas cosas, por ejemplo, la gravedad afecta más al hiperespacio que al espacio normal. Hay que calcular my¡uy bien para no hacerte pedazos al atravesar un planeta o una estrella mientras vas por el hiperespacio
Bueno... en Star Wars habría que mirarlo, porque no lo tengo muy claro, pero lo de 'jump to hyperspace' suele dar pistas.

d) Distorsionamos el espacio-tiempo:
Esta es otra de las graciosas. ¿Que no podemos ir más rápido que c en el espacio? Pues cogemos el espacio y hacemos que vaya más rápido... Y lo peor es que es plausible; a ver, me explico. Distorsionamos el espacio-tiempo de forma que nos desplazamos sobre él como si fueramos surfistas cósmicos en un mar de universo (oighs). Cogeríamos el espacio local (la parte del tejido del espacio-tiempo que nos rodea y del cual formamos parte) y la 'deslizamos' sobre el resto del espacio. Teóricamente podríamos alcanzar velocidades mayores que las de la luz sin movernos del sitio (literalmente).

Esto es lo que sucede en Star Trek, por ejemplo. Generan un Warp (curvatura) en el espacio y 'surfean' ese espacio. Así de facil... y lo peor es que segun una interpretación del fisico mexicano Miguel Alcubierre de la teoría de la relatividad, que como hemos dicho antes, permite desplazarse a una velocidad mayor que la de la luz sin moverse localmente a una velocidad superior sin que los efectos relativistas y de dilatación temporal no afectan a los viajeros... solo hay un problema... nadie sabe como podemos curvar el espacio tiempo de esa forma.

Otro método es el usado en Stargate u Horizonte Final; simplemente solapamos 2 puntos del espacio mediante un agujero de gusano que los conecte; permitiendo grandes desplazamientos en tiempo '0' o muy pequeño. Aunque hay que tener cuidado, no sea que nos pase que nos salimos del universo y llegamos al infierno (y la Event Horizont vuelve para cantarlo :3) o que no encontremos nunca un artefacto diseñado por una especie alienígena tecnológicamente superior que sembró la galaxia con trastos de esos.

e) 'Usar' el hecho de que el tiempo y el espacio están cuantificados.
Esta tiene gracia. Se supone que en el universo todo está cuantificado, es decir que TODO es un numerofinito de una unidad minima. Esto se supone que funciona para el espacio (longitud de Planck), el tiempo (el tiempo que un rayo de luz puede recorrer esa distancia = 1.078x10^-43 segundos) y las galletas... Esto quiere decir que hay un límite a cuanto puede un rayo de luz desplazarse hacia el azul (al contrario que 'desplazarse hacia el rojo' que es acortar la longitud de onda de la radiación emitida.. hacia el rojo del espectro visible; 'desplazarse hacia el azul' es aumentar la longitud de onda). La relatividad dice que esto no es posible, mientras que la fisica cuantica dice que si.
Y aunque sería divertido hacer un duelo a muerte para ver quien tiene razón vamos a seguir pensando... esto es lo que sucede en el corazón de un agujero negro, ¿no? Pozi, entonces a falta de prueba experimental es posible que un objeto con masa finita y velocidad finita (y por tanto, energía finita) pueda hacer una discontinuidad en el espacio tiempo y pueda usarla para viajar a velocidades mayores que la de la luz.

Y ya basta por hoy. Demasiada teoría demasiado pronto hace daño, así que por ahora vais listos y AHORA empieza lo bueno. Porque dices, si vale, todo esto está muy bien, pero ¿cómo leches generas energía suficiente para ir más deprisa, aun teniendo en cuenta todo lo anterior?
Pues con los 'fantasticos' motores de ciencia ficción.

En 4 días otra entrega fascicular de esto: comenzamos con el Motor de Materia-Antimateria.






OST de este Post:
Battlestar Galactica - To Kiss or not to Kiss
Battlestar Galactica - Prelude to War
Dry Cell - Body Crumbles
Johann Sebastian Bach - Suite nº1 en G Mayor: Preludio
Marilyn Manson - Putting Holes in Happyness





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*[aunque en FTL también se engloban las comunicaciones, pero de eso ya hablaré al final de este Post]

**[la velocidad de la luz es exactamente 299.792.458 metros por segundo, pero el clasido 300.000 Km./s está bien como aproximación]

***[una vez más! Para un objeto con masa (ya sea una partícula o un vehículo espacial) es necesario aplicar una energía infinita para que alcance esa velocidad. Además, el proceso de acelerar hasta alcanzar la velocidad de la luz requiere un tiempo infinito, si la aceleración es finita; ó un tiempo finito si la aceleración es infinita.... vamos que no se puede. Para hacer el truco van a esa velocidad partículas sin masa como los neutrinos o los fotones.]