Genio de la NASA inventó un motor que viaja al 99 % de la velocidad de la luz

Curiosidades
hace 6 meses

Estás volando por el espacio, esquivando estrellas y agujeros negros. ¡Tu velocidad es tanta que puedes ir de una galaxia a otra en solo unos minutos! ¿Suena descabellado? Bueno, todo esto puede convertirse en una realidad, porque la NASA ya ha probado la tecnología que podría permitirnos viajar más rápido que la velocidad de la luz.

Echemos un vistazo a la flota espacial que tiene la gente ahora. Para volar al espacio, utilizamos cohetes convencionales que transportan toneladas de combustible y oxígeno. Estas dos sustancias se mezclan y se encienden. ¡El fuego estalla de los cohetes! Los gases de escape se mueven hacia abajo y los cohetes se mueven hacia arriba, como si los empujaran. Así es como funciona la propulsión a chorro. De esta manera, podemos hacer que el cohete se mueva a casi 8 km por s. A esa velocidad, podrías cruzar los Estados Unidos de costa a costa en solo 8,5 minutos.

Pero si hablamos de espacio, eso es muy lento. Un viaje a un planeta vecino, como Marte, dura unos 7 meses. Y un viaje al borde de nuestro sistema solar llevaría unos 35 años. Ese es el tiempo que le tomó a la sonda espacial Voyager, lanzada en 1977, llegar allí. Pero queremos viajar entre estrellas y galaxias. Y la estrella más cercana, Próxima Centauri, está a 4,2 años luz de nuestra casa. Tardaríamos unos 73 000 años en llegar allí. Eso es más de lo que ha existido la civilización humana inteligente.

Y si quisieras viajar a través de toda la galaxia de la Vía Láctea, que tiene 100 000 años luz de ancho, te llevaría alrededor de 1,7 billones de años. En comparación, todo el universo tiene 14 mil millones de años. La gente simplemente viaja demasiado lento. Pero incluso a la velocidad de la luz, todavía se necesitarían 4,2 años para viajar a la estrella más cercana. Y tardarías 2,5 millones de años para llegar a la cercana galaxia de Andrómeda.

Pero no podemos acelerar tanto. Eso es porque las leyes de la física dicen que un objeto con masa no puede viajar a la velocidad de la luz. Un fotón de luz tiene un peso infinitamente pequeño. Pero si quieres acelerar incluso un pequeño grano de arena a esa velocidad, necesitarás una cantidad infinita de energía. Quizá incluso más de lo que tiene todo el universo. Pero los científicos podrían haber encontrado una forma de burlar las leyes de la física. Para crear impulso, necesitas empujar algo. Los barcos necesitan agua; los aviones usar el aire; los cohetes utilizan el combustible que queman. Pero esta cosa, el EmDrive, funciona de una manera diferente.

Un magnetrón poderoso, como el de tu microondas, envía ondas a este cono. Es un resonador. Hace que las olas del interior reboten en una de las paredes y golpeen las otras. Como resultado, tenemos una fuerza débil en el extremo estrecho del cono y una fuerza fuerte en el extremo ancho. Y si analizamos esta poderosa fuerza, veremos que se dirige hacia el extremo ancho del cono. Entonces el empuje será en la dirección opuesta.

Ahora, hagamos este modelo mucho, mucho más grande y coloquemos el EmDrive en una nave espacial. El extremo estrecho del cono mira hacia arriba; el extremo ancho se gira hacia abajo. El magnetrón comienza a funcionar. El resonador crea empuje y el cohete despega. No hace ruido y no emite gases nocivos en absoluto. Este mecanismo puede acelerar el cohete mucho más rápido de lo que lo hacemos con toneladas de combustible. En teoría, incluso podríamos alcanzar la velocidad de la luz. Suena genial, pero... En realidad, no lo es. Aunque el inventor de este dispositivo intentó demostrar que el EmDrive funciona, ningún experimento independiente en todo el mundo ha mostrado resultados positivos. La NASA patrocinó la construcción de una máquina de este tipo en un laboratorio. Pero no creó ningún impulso durante la investigación.

Otra opción que nos permitiría viajar mucho más rápido que la velocidad de la luz es la Métrica de Alcubierre. Un científico mexicano ha descubierto una manera de utilizar la teoría general de la relatividad sin romper las leyes de la física. Digamos que tenemos una nave espacial sobre una manta de espacio-tiempo. Y necesita hacer un viaje al otro extremo de la “manta”. En lugar de simplemente moverse del punto A al punto B a cientos o miles de años luz de distancia, la nave comienza a tirar de la “manta” hacia sí misma. A medida que la nave espacial dobla la manta, el punto B se mueve hacia ella. Ahora, la nave necesita viajar una distancia mucho más corta hasta el punto B. Hace un viaje rápido y luego endereza la manta espacio-temporal a la normalidad. Voilà.

Así que una nave espacial de este tipo no necesita motores potentes que quemen toneladas de combustible y oxígeno. Se movería en una especie de burbuja. Pero la parte más difícil es crear esa burbuja. Para hacer esto, necesitaríamos una cantidad de energía aproximadamente igual a la masa-energía de todo Júpiter. Eso es más de lo que podemos producir en la Tierra. Y aún así, los científicos planean probar esta tecnología en una pequeña sonda espacial del tamaño de la Voyager. Pero este experimento podría durar décadas o incluso siglos.

Ahora los científicos están tratando de alcanzar al menos el 20 % de la velocidad de la luz usando un láser. Y planean llegar a Próxima Centauri en unos 30 años. Es probable que suceda así: una nave nodriza se lanzará desde la Tierra. Llevará miles de sondas espaciales del tamaño de una uña. Después de llegar a la órbita, la nave nodriza lanzará las sondas al espacio. Luego, cada sonda desplegará una vela, una pieza delgada y reflectante de material del tamaño de un estacionamiento. Luego, la gente enfocará un poderoso rayo láser de la Tierra directamente sobre las velas de las sondas. Esto les dará una aceleración 1000 veces más fuerte que la aceleración de la caída libre en la Tierra.

Una por una, las sondas se lanzarán y se dirigirán a su destino. Ni siquiera tendremos que mantener ese rayo láser todo el tiempo. Si apagas los motores de un barco en el agua, comenzará a perder velocidad debido a la fricción con el agua. Pero el espacio es un vacío casi perfecto. Literalmente no hay nada ahí. Entonces no hay fricción. Todo lo que tendremos que hacer es acelerar las sondas a la velocidad necesaria.

¡Al 20 % de la velocidad de la luz, estas sondas podrían alcanzar el Sol en solo 40 minutos! Pero en cambio, se dirigirán a la estrella Próxima Centauri. Después de unos 30 años de viaje, pasarán cuatro años más antes de que obtengamos una señal de las sondas. Hay varios exoplanetas en este sistema, y algunos científicos esperan encontrar al menos rastros de vida allí. Pero esta tecnología de vela se puede utilizar en el espacio incluso sin un láser potente. Podemos usar el Sol. Si creamos una vela del tamaño de un campo de fútbol y la desplegamos en el espacio, empezará a captar los rayos del sol. Y dado que la superficie de la vela es reflectante, los rayos rebotarán en ella. Esto creará empuje e impulsará la nave espacial. Una desventaja de esta tecnología es que solo podemos usarla dentro del sistema solar. En el espacio interestelar frío, la vela no podrá atrapar los rayos del sol ni el viento solar.

Otro candidato para viajes más rápido que la luz es un propulsor de iones. Como un cohete convencional, una nave espacial con propulsores de iones sería propulsada por el gas expulsado hacia afuera. Solo que en este caso el gas sería expulsado no por la combustión de combustible, sino por un campo eléctrico. Necesitaríamos crear un campo eléctrico poderoso dentro del motor. Las partículas de gas que atraviesan este campo eléctrico se acelerarían y se expulsarían al exterior. Esto crearía empuje. Y aunque la aceleración en un motor de este tipo sería muchas veces más débil que en un cohete convencional, el motor de iones podría alcanzar velocidades más altas.

La NASA planeaba construir una nave espacial impulsada por iones para volar a Júpiter. Los motores de iones consumen mucha energía, por lo que la nave debía estar equipada con un reactor nuclear y muchos paneles solares. Se suponía que ocho grandes motores acelerarían la nave espacial a aproximadamente 90 km por s. A esta velocidad, el viaje de Nueva York a Londres tomaría 1 minuto. Hasta ahora, esta tecnología se ha probado activamente en diferentes sondas espaciales. Pero no puede proporcionar una solución a cómo viajar más rápido que la velocidad de la luz.

Quizá la gente aún podrá viajar entre galaxias en cohetes convencionales. Pero necesitarán usar algún tipo de atajo llamado agujero de gusano. Entonces, volvamos a nuestra manta de espacio-tiempo. El punto A se encuentra en un extremo y el punto B está en el otro. En lugar de viajar por toda la manta durante millones de años, simplemente puedes doblarla. Entonces el punto B estará justo encima del punto A. Y puedes llegar rápidamente a través de un túnel corto entre ellos. Estos túneles se denominan agujeros de gusano.

Algunos científicos creen que los agujeros de gusano pueden estar dentro de los agujeros negros. Pero aquí hay dos problemas. El agujero negro más cercano está a 1500 años luz de distancia. Entonces, un viaje allí tomaría eones. El segundo problema es la gravedad del agujero. Los agujeros negros tienen la atracción gravitacional más fuerte de todos los objetos del universo. Su gravedad puede aplastar cualquier nave espacial. Eso es porque la fuerza gravitacional aumenta con cada cm que te acercas al centro del agujero negro. Y la fuerza que afecta a la punta de la nave espacial será mucho más fuerte que la fuerza que afecta a la cola. La nave espacial se estirará como un espagueti y se romperá.

Pero existe una teoría que afirma que una nave espacial o incluso una persona pueden sobrevivir cayendo en un agujero negro. Pero solo si el agujero negro es supermasivo, como los que se encuentran en el centro de las galaxias. Pueden ser millones y miles de millones de veces más pesados que el Sol. Pero a pesar de que son más pesados, también son más grandes. Esto significa que la gravedad probablemente no aumenta tan rápido allí. Es posible que tu nave espacial o tú no se conviertan en espaguetis e incluso puedan ver lo que hay en el corazón del agujero negro.

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