Los científicos proponen una nueva forma de encontrar extraterrestres: detectar sus motores warp defectuosos

Una nueva investigación especulativa describe un método para detectar civilizaciones extraterrestres: captando las ondas gravitacionales producidas por el colapso o falla de sus impulsos warp. Suena descabellado, pero el concepto se basa en los principios de la relatividad general de Einstein.

Los motores warp, inspirados en los conocimientos de física cosmológica de Albert Einstein, fueron modelados matemáticamente por primera vez por el físico Miguel Alcubierre en 1994. Según Alcubierre, una nave espacial podría lograr un viaje más rápido que la luz (en relación con un observador externo) a través de un mecanismo conocido como "burbuja warp", que contrae el espacio delante de ella y expande el espacio detrás. El motor warp no acelera la nave espacial localmente a velocidades superiores a la de la luz; en cambio, manipula el espacio-tiempo alrededor de la nave. Una nave espacial de este tipo podría viajar grandes distancias en un corto período “deformando” el espacio-tiempo, evitando el límite de la velocidad de la luz de una manera consistente con la relatividad general.

El problema es que este modelo requiere energía negativa, una forma especulativa de energía en la que hay menos energía que el espacio vacío, algo que actualmente no se comprende ni se puede lograr con la tecnología actual. Esta brecha en nuestra comprensión mantiene la construcción real de un motor warp, como se describe en Star Wars y Star Trek , firmemente dentro del ámbito de la ciencia ficción.

En un  estudio subido al servidor de preimpresión arXiv, la astrofísica y matemática Katy Clough de la Universidad Queen Mary de Londres, junto con sus colegas Tim Dietrich del Instituto Max Planck de Física Gravitacional y Sebastian Khan de la Universidad de Cardiff, exploran la posibilidad de que el hipotético colapso de Los motores warp podrían emitir ondas gravitacionales detectables.

Cuando los motores warp se vuelven locos

Los científicos no pretenden saber cómo construir un motor warp, sino que utilizan simulaciones matemáticas para explorar su posible comportamiento teórico. En particular, el equipo se centró en lo que podría suceder si un motor warp experimentara, en sus palabras, un "fallo de contención". Tal falla podría resultar en un colapso que emita ondas gravitacionales detectables.

"Si bien existen numerosas barreras prácticas para su implementación en la vida real, incluido el requisito de energía negativa, computacionalmente se puede simular su evolución en el tiempo dada una ecuación de estado que describe la materia", escriben los científicos en su artículo, que actualmente se encuentra en proceso de publicación. bajo revisión por pares por parte del Open Journal of Astrophysics .

Gracias a LIGO (el Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser), que observa ondas en el espacio-tiempo causadas por eventos cósmicos, sabemos que es posible detectar ondas gravitacionales; LIGO ya ha demostrado ser capaz de observar fenómenos de este tipo desde fuentes como la fusión de agujeros negros y estrellas de neutrones.

Al principio, el equipo intentó estudiar las señales de ondas gravitacionales de una hipotética nave en aceleración, pero se dieron cuenta de que el colapso de la burbuja warp era un primer paso más simple, y que tal evento probablemente produciría una señal más fuerte, como explicó Clough en un correo electrónico a Gizmodo. No se conoce ningún mecanismo físico para mantener una burbuja warp estable, añadió, lo cual es esencial para utilizar un motor warp para viajar a través del espacio, lo que lleva a la posibilidad de una falla de contención.

"Habría que controlar de alguna manera la forma en que la presión responde a los cambios en la densidad del fluido de deformación, o imponer algún mecanismo de contención adicional", escribió Clough. “Esto podría ser análogo a cómo se necesitan láseres para confinar plasma en experimentos de fusión nuclear. Entonces, nuestro punto de partida supone que lo que mantenía el líquido contenido se ha roto de alguna manera y esto lleva a que se disperse”. Por fluido, Clough se refiere al medio o sustancia teórica dentro de la burbuja warp que necesita ser controlada y contenida.

Ondas a través del espacio-tiempo

Un colapso del impulso warp desencadenaría poderosas ondas gravitacionales porque implica la alteración repentina y dramática del espacio-tiempo. La rápida redistribución de la energía y la materia utilizadas para distorsionar el espacio-tiempo en un impulso warp crearía perturbaciones significativas, similares a cómo los movimientos repentinos crean ondas en el agua. Este intenso evento liberaría suficiente energía para generar ondas gravitacionales, similares a las producidas por fusiones de agujeros negros o colisiones de estrellas de neutrones.

La señal resultante sería "muy fuerte", dijo Clough. Esto se debe a la enorme deformación del espacio-tiempo necesaria para impulsar una nave hacia adelante a una fracción significativa de la velocidad de la luz (entre el 10% y el 30% de la velocidad de la luz, como se señala en el artículo). El colapso libera una fracción sustancial de la energía contenida en la curvatura del espacio-tiempo, lo que hace que la señal sea potencialmente detectable.

El estudio se basa en la relatividad numérica, una herramienta que permite a los físicos simular espacio-tiempos en condiciones extremas. Este enfoque permite estudiar y comprender fenómenos en los que intervienen fuerzas gravitacionales excepcionalmente fuertes, como los agujeros negros y, en teoría, el colapso de las burbujas warp. Al simular las señales de ondas gravitacionales que podrían emitirse durante el colapso de un impulso warp, Clough y su equipo proponen un método para identificar potencialmente tales eventos, en caso de que existan.

Al analizar cómo la energía y las ondas gravitacionales irradiarían de tal evento, los investigadores especularon sobre las firmas que los detectores avanzados podrían capturar algún día. La intensidad y frecuencia de la señal dependen del tamaño de la burbuja warp. En el artículo, dan un ejemplo de una burbuja warp de 1 kilómetro de ancho que viaja al 10% de la velocidad de la luz. Según sus cálculos, esto debería generar una señal de 300 kHz que podría detectarse hasta a 3,26 millones de años luz de distancia, si la señal es lo suficientemente fuerte. Según los científicos, un detector similar al LIGO pero diseñado para frecuencias más altas podría detectar esta señal. "Existen propuestas para tales detectores y son factibles, pero en este momento ninguna está financiada", dijo Clough.

divertido para especular

La idea de utilizar ondas gravitacionales para detectar tecnologías extraterrestres es descabellada, sin duda. Todavía estamos muy lejos de poder utilizar detectores como LIGO para detectar este tipo de tecnofirmas extraterrestres. Además, en realidad no sabemos si los extraterrestres respetan nuestros conceptos inspirados en la ciencia ficción, por lo que esto añade otra capa de conjeturas. Si bien esta área de investigación parece prometedora, todavía está profundamente arraigada en la teoría.

Dicho esto, las implicaciones de esta investigación se extienden más allá de la búsqueda de vida extraterrestre. Comprender las firmas de los colapsos de los motores warp también podría mejorar nuestra comprensión de la dinámica del espacio-tiempo en escenarios que violan las condiciones energéticas conocidas. Estos estudios amplían los límites de nuestra comprensión de la física, ponen a prueba los límites de la relatividad general y conducen potencialmente a nuevos conocimientos teóricos.

"Ir más allá de la astrofísica estándar como lo hicimos en este estudio realmente nos desafió a adaptarnos y llevar los métodos al límite, y este conocimiento y experiencia ciertamente nos ayudarán a medida que estudiemos regímenes más desafiantes en aplicaciones astrofísicas en el futuro", dijo Clough.

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