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La unidad Alcubierre es una de las unidades warp más conocidas en modelos de papel, donde un posible método de unidad warp parece funcionar matemáticamente siempre y cuando no te obsesiones demasiado con la física del mundo real y algunos problemas molestos de límites.

Recientemente, el concepto de accionamiento Alcubierre se ha probado dentro de un metamaterial modelado matemáticamente, que puede proporcionar una analogía aproximada del espacio-tiempo. Curiosamente, resulta que, en estas condiciones, el disco Alcubierre no puede romper la barrera de la luz, pero es capaz de alcanzar el 25% de la velocidad de la luz, que no es lo que llamaría lento.

Bien, entonces hay dos problemas conceptuales para resolver aquí. ¿Qué diablos es un disco de Alcubierre y qué diablos es metamaterial?

La unidad Alcubierre es una especie de experimento de pensamiento matemático en el que imagina que su nave espacial tiene un mecanismo de unidad capaz de deformar una burbuja de espacio-tiempo de tal manera que el componente de la burbuja frente a usted se contrae y le acerca puntos, mientras que la burbuja detrás te expandes, alejando lo que está detrás de ti.

Esta geometría deformada mueve la nave espacial hacia adelante, como un surfista en una ola de espacio-tiempo. Mantener esta urdimbre de forma dinámica y continua a medida que la nave avanza podría resultar en velocidades más rápidas que la luz desde el punto de vista de un observador fuera de la burbuja, mientras que la nave apenas se mueve en relación con el espacio-tiempo local dentro de la burbuja. De hecho, durante todo el viaje, la tripulación experimenta condiciones de caída libre y no se ve afectada por las fuerzas G.

Algunas limitaciones del modelo de manejo de Alcubierre son que, aunque las matemáticas pueden sugerir que el movimiento de avance del barco es teóricamente posible, no está claro cómo podría comenzar y luego detenerse en su destino. El mecanismo subyacente a la generación de la burbuja también queda por explicar. Para deformar el espacio-tiempo, debe redistribuir la densidad de masa o energía de alguna manera. Si esto implica empujar las partículas hacia los bordes de la burbuja, se corre el riesgo de que las partículas en el límite de la burbuja se muevan más rápido que la luz dentro del marco de referencia del espacio-tiempo externo a la burbuja, lo que violaría un principio fundamental de relatividad general.

Se proponen varias soluciones alternativas, que involucran energía negativa, materia exótica y taquiones, aunque en esta etapa ya estás en el pozo del conejo. No obstante, si puede creer seis cosas imposibles antes del desayuno, entonces, ¿por qué no conducir un Alcubierre también?

Ahora, los metamateriales son estructuras en forma de matriz con propiedades geométricas que pueden controlar y dar forma a las ondas electromagnéticas (así como a las ondas acústicas o sísmicas). Hasta la fecha, dichos materiales no solo se han teorizado, sino que se han construido, al menos con la capacidad de manipular la radiación de onda larga. Pero teóricamente, los metamateriales muy finamente precisos podrían ser capaces de manipular longitudes de onda ópticas y más cortas, creando el potencial de capas de invisibilidad y dispositivos de ocultación de naves espaciales ... al menos, en teoría.

De todos modos, los metamateriales capaces de manipular la mayor parte del espectro electromagnético se pueden modelar matemáticamente, incluso si no se pueden construir con las tecnologías actuales. Este modelado se ha utilizado para crear agujeros negros virtuales e investigar la probabilidad de radiación de Hawking, entonces, ¿por qué no utilizar el mismo enfoque para probar una unidad de deformación de Alcubierre?

Resulta que los parámetros materiales de incluso el llamado metamaterial "perfecto" no permitirán que el disco Alcubierre rompa la velocidad de la luz, pero le permitirá alcanzar un 25% de velocidad de la luz, es decir, alrededor de 75,000 kilómetros por segundo. Esto lo lleva al sistema Alpha Centauri en aproximadamente diecisiete años, suponiendo que la aceleración y la desaceleración son solo pequeños componentes del viaje.

Si las limitaciones impuestas por el metamaterial en esta prueba son una indicación de que no puede emular adecuadamente la deformación del espacio-tiempo, que el disco Alcubierre necesita para romper la velocidad de la luz, o si el disco Alcubierre simplemente no puede hacerlo, sigue siendo una pregunta abierta. . Lo sorprendente y alentador es que el disco realmente podría funcionar ... un poco.

Otras lecturas: Smolyaninov, I. Modelo basado en metamateriales del mecanismo de urdimbre Alcubierre.