La “burbuja de deformación”, el nuevo descubrimiento con el que la NASA podría llegar a viajar a la velocidad de la luz

El Doctor Harold White, pionero y especialista en impulsores de deformación de la NASA, ha informado sobre la manifestación con éxito de una “warp bubble” o “burbuja de deformación”. Y, según White, este primer avance establece un nuevo punto de partida para aquellos que intentan fabricar una nave espacial de tamaño completo con capacidad “warp”. “Para ser claros, nuestro hallazgo no es un análogo de la burbuja de deformación, es una burbuja de deformación real, aunque humilde y pequeña”, dijo White a la revista de ciencia y tecnología “The Debrief”. Este descubrimiento encaja con la solución, propuesta por el matemático Miguel Alcubierre, para viajar más rápido que la luz,sin violar las teorías de la física actuales, a través de impulsos de deformación. Es un descubrimiento que, en un futuro no muy lejano, puede acortar los tiempos de vuelo espacial y llevarnos a otros sistemas planetariosinalcanzables hoy en día.

En 1994, el matemático mexicano Miguel Alcubierre propuso la primera solución matemáticamente válida para el impulso “warp”. Más específicamente, describió un sistema de propulsión de naves espaciales que anteriormente solo se había imaginado en la ciencia ficción que puede atravesar el cosmos por encima de la velocidad de la luz sin violar las leyes de la física actualmente aceptadas. Esa solución fue alabada y ridiculizada en partes iguales por su uso de materiales teóricos y enormes cantidades de energía que parecían virtualmente imposibles de diseñar de manera práctica. Más de una década después, esta teoría experimentó un cambio importante, cuando el Doctor White, un especialista en impulsores “warp” de la NASA y fundador del laboratorio “Eagleworks”, reelaboró el trabajo original de Alcubierre. Este cambio en el diseño redujo drásticamente los materiales y los requisitos de energía del concepto original, brindando a los investigadores y fanáticos de la ciencia ficción un rayo de esperanza.

Un descubrimiento accidental

Cuando Harold White comenzó su última investigación financiada por DARPA sobre el “efecto Casimir” en la aerodinámica de las naves espaciales, un efecto predicho por la teoría cuántica de campos que consiste en que, dados dos objetos metálicos separados por una distancia pequeña comparada con el tamaño de los objetos, aparece una fuerza atractiva entre ambos debido a un efecto asociado al vacío cuántico. “Parte del trabajo que hemos estado haciendo para la Oficina de Ciencias de la Defensa de DARPA es el estudio de algunas geometrías de cavidad de Casimir personalizadas”, explicó White en el “Foro de Energía de Propulsión del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica” (AIAA, por sus siglas en inglés) en agosto de 2021, a lo que añadió: “En el proceso de hacer ese trabajo, hicimos un descubrimiento accidental”.

Sin entrar en la complicada física detrás de las cavidades de Casimir y las fuerzas a escala cuántica que a menudo se observan en estas estructuras, basta con decir que no están relacionadas de ninguna manera con la teoría o la mecánica del impulso de deformación o, al menos, nunca lo habían estado antes.

Ya sea por pura coincidencia o por destino, uno de los pocos grupos de ingenieros en el planeta que sabría de inmediato qué era lo que estaba ocurriendo al realizar la investigación Casimir, estaba en el lugar correcto en el momento exacto para notar una gran similitud con su proyecto “warp”, una observación que de otra manera podría haber pasado desapercibida. “Creo que este es un gran ejemplo de que a veces estás trabajando por una razón y encuentras algo más que realmente no esperabas encontrar”, dijo White en la conferencia de la AIAA.

“Mientras se realiza un análisis relacionado con un proyecto financiado por DARPA para evaluar la posible estructura de la densidad de energía presente en una cavidad de Casimir según lo predicho por el modelo de vacío dinámico, se ha descubierto una estructura a micro/nanoescala que predice una distribución de densidad de energía negativa que se acerca mucho a los requisitos de la métrica de Alcubierre“, se lee en los hallazgos publicados en el “European Physical Journal”. “Esta es una estructura potencial que podemos proponer a la comunidad que se podría construir y que generará una distribución de densidad de energía de vacío negativa que es muy similar a lo que se requiere para una deformación espacial de Alcubierre”, explicó White.

Para evaluar más a fondo sus resultados innovadores y hacer avanzar la investigación, White y su equipo han elaborado una propuesta de diseño para una “nave warp” a nanoescala. “Se analizó un modelo de juguete que consiste en una esfera de un micrón de diámetro ubicada en el centro en un cilindro de cuatro micrones de diámetro para mostrar una densidad de energía de Casimir tridimensional que se correlaciona con los requisitos métricos de la deformación de Alcubierre“, explicó el Doctor, a lo que añadió: “Esta correlación cualitativa sugeriría que se podrían explorar la posibilidad de realizar experimentos a escala de chips para intentar medir la presencia del fenómeno conjeturado: una burbuja de deformación real, aunque humilde”.

Este diseño permitiría a los investigadores comprender mejor la física de la estructura de la burbuja de deformación ya creada, así como también la forma en la que una nave podría, algún día, atravesar el espacio real dentro de dicha burbuja de deformación. “Al agregar una gran cantidad de ellos en una fila, podemos aumentar la magnitud del efecto para que podamos verlo (y estudiarlo)”, explicó White en la conferencia de la AIAA.

Dada la magnitud de este descubrimiento y sus implicaciones potenciales, White cree que es solo una cuestión de tiempo antes de que su nave sea diseñada y probada. “Este descubrimiento nos permite identificar una estructura real que se puede fabricar y que manifestará una verdadera burbuja de deformación, aunque es pronto para hacer preguntas sobre algún tipo de experimento de vuelo real”, explicó White, a lo que añadió: “En mi opinión, el primer paso es simplemente explorar la ciencia subyacente en la escala nano/micro, antes de avanzar hacia una nave más grande. O dicho de manera más simple, para correr, primero debemos aprender a caminar”.