Propulsión exótica

En un artículo de 1957 , el cosmólogo Hermann Bondi consideró la posibilidad de que un objeto con masa negativa creara una fuerza de gravedad repulsiva. Cuando se coloca al lado de una masa positiva, la repele, pero la masa positiva atrae a la masa negativa. Si las dos masas son iguales pero de signo opuesto, el par acelerará en la misma dirección indefinidamente. La energía cinética total sería cero, consistente con la conservación de la energía.

Si la masa positiva es un planeta similar a la Tierra, este motor puede acelerar a 1 g , la cómoda aceleración que sentimos en la superficie de la Tierra. Incluir pasajeros hechos del material de este planeta, como los humanos, no tiene costo. Acelerar a 1 g durante un año completo llevaría al planeta a la velocidad de la luz. Una aceleración constante durante varias décadas permitiría al planeta atravesar todo el Universo durante la vida de los pasajeros, gracias a la dilatación del tiempo experimentada muy cerca de la velocidad de la luz.

El único componente que falta en el motor que nos permitiría emprender ese viaje es la masa negativa. Robert Forward escribió un artículo sobre la oportunidad que ofrece este concepto de propulsión en 1990, y actualmente soy coautor de un artículo que muestra cómo diseñar un objeto de masa negativa a partir de un campo escalar, de acuerdo con la Teoría general de la relatividad de Albert Einstein .

¿Existen otros métodos para alcanzar la velocidad de la luz? Un enfoque menos hipotético es usar una vela ligera, es decir, una membrana delgada empujada por la luz que refleja. En el concepto Starshot para el que presido el consejo asesor científico, un rayo láser de 100 gigavatios empuja una carga útil a escala de gramos en una vela de tamaño humano durante unos minutos a una fracción de la velocidad de la luz a lo largo de una distancia. eso es 5 veces más lejos que la Luna. La NASA actualmente está desarrollando velas solares como un método de propulsión futurista para la exploración espacial.

Si otra civilización participara en la propulsión de velas láser de cargas útiles masivas entre planetas habitables como la Tierra y Marte, podríamos ver el destello de luz cuando los dos planetas estén orientados a lo largo de nuestra línea de visión. En un artículo de 2015 con mi antiguo postdoctorado, James Guillochon, calculamos las características del destello de luz resultante como una firma tecnológica interesante.

¿Es posible que las velas de luz tipo Starshot estén pasando cerca de la Tierra sin que nos demos cuenta? Los astrónomos orientan sus telescopios sobre asteroides o cometas del sistema solar que se mueven diez mil veces más lento que la luz. Si pasara una sonda Starshot, los telescopios de exploración como Pan-STARRS , la instalación transitoria de Zwicky o el próximo Observatorio Vera C. Rubin , en el mejor de los casos, la verían una vez y los astrónomos ignorarían los escasos datos. Además, un objeto del tamaño de una persona solo puede detectarse si choca con la Tierra y produce una bola de fuego por su fricción con la atmósfera. En un artículo recienteCon mi estudiante Amir Siraj, demostramos que una red global de varios cientos de cámaras ópticas que cubren todo el cielo con una resolución de tiempo de una décima de milisegundo sería capaz de detectar meteoros Starshot moviéndose cerca de la velocidad de la luz.

Una sonda tecnológica que choca contra un planeta podría sobrevivir potencialmente a la entrada atmosférica si está equipada con un paracaídas o si está rodeada por un recinto de protección. Los primeros meteoros interestelares, IM1 e IM2, fueron detectados a través de sus bolas de fuego. Si encontramos algún equipo en el fondo del océano en la próxima expedición para recuperar las reliquias de IM1, sabríamos que fue fabricado por una civilización tecnológica extraterrestre. Según la elevación de la bola de fuego recién determinada , la resistencia del material de IM1 era diez veces más duraque los 272 meteoros del catálogo de CNEOS. Extrapolar la velocidad de IM1 hacia atrás en el tiempo implica que se movía a 60 kilómetros por segundo en el espacio interestelar, más rápido que el 95% de todas las estrellas en la vecindad del Sol. Un motor de cohete químico convencional podría explicar este exceso de velocidad. El motor de IM1 podría representar las tecnologías actuales que usamos para sondas interestelares como Voyager 1 y 2, Pioneer 10 y 11 y New Horizons.

Esperamos que al estudiar objetos interestelares, aprendamos sobre nuevos métodos de propulsión que nos facilitarán aventurarnos en el espacio interestelar. Como se señala en mi próximo libro titulado " Interestelar " , estoy tratando de aprender de una inteligencia superior en el espacio exterior lo que podríamos aspirar a ser.

SOBRE EL AUTOR

Avi Loeb es el jefe del Proyecto Galileo, director fundador de la Iniciativa Black Hole de la Universidad de Harvard, director del Instituto de Teoría y Computación del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica y ex presidente del departamento de astronomía de la Universidad de Harvard (2011). –2020). Preside la junta asesora del proyecto Breakthrough Starshot y es ex miembro del Consejo de Asesores del Presidente sobre Ciencia y Tecnología y ex presidente de la Junta de Física y Astronomía de las Academias Nacionales. Es el autor más vendido de " Extraterrestrial: The First Sign of Intelligent Life Beyond Earth " y coautor del libro de texto " Life in the Cosmos ", ambos publicados en 2021. Su nuevo libro, titulado " Interstellar ”, tiene prevista su publicación en agosto de 2023.