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5 conceptos de ciencia ficción que son posibles en teoría

Las novelas y películas de ciencia ficción están repletas de ideas extravagantes, la mayoría de las veces como trampolín para una aventura llena de acción en lugar de un intento serio de predecir las tendencias futuras de la ciencia o la tecnología. Algunos de los tropos más comunes, como la aceleraciónuna nave espacial a velocidades fantásticas en cuestión de segundos sin aplastar a los ocupantes, son simplemente imposibles de acuerdo con las leyes de la física tal como las entendemos. Sin embargo, esas mismas leyes parecen permitir otros conceptos de ciencia ficción aparentemente inverosímiles, desde agujeros de gusanoa universos paralelos. Aquí hay un resumen de algunas de las ideas de ciencia ficción que realmente se podrían hacer, al menos en teoría.

agujeros de gusano

Viajar a través de un agujero de gusano podría ser posible en ciertas condiciones de gravedad. Crédito de la imagen: Shutterstock

La idea de un agujero de gusano, un atajo a través del espacio que permite un viaje casi instantáneo entre partes distantes del universo, parece que fue creado como un conductor de historia ficticio. Pero bajo su nombre más formal de un puente Einstein-Rosen, elEl concepto ha existido como un concepto teórico serio mucho antes de que los escritores de ciencia ficción se apoderaran de él. Albert Einstein 's teoría de la relatividad general , qué vistas gravedad como una distorsión del espacio-tiempo causada por objetos masivos. En colaboración con el físico Nathan Rosen, Einstein teorizó en 1935 que los puntos de gravedad extremadamente fuerte, como agujeros negros , podrían estar directamente conectados entre sí. Y así nació la idea de los agujeros de gusano.

Las fuerzas alrededor de un agujero negro destruirían a cualquiera que se acercara a él, por lo que la idea de viajar a través de un agujero de gusano no se consideró seriamente hasta la década de 1980, cuando el astrofísico Carl Sagan decidió que iba a escribir un libro de ciencia ficción.novela. Según el BBC , Sagan animó a su compañero físico Kip Thorne a idear una forma factible de viajar distancias interestelares en un instante. Thorne ideó debidamente una forma, posible en teoría, pero muy improbable en la práctica, de que los humanos pudieran lograr un viaje interestelar atravesando un agujero de gusano.ileso. El resultado encontró su camino en la novela de Sagan " Contacto "Simon y Schuster: 1985 que posteriormente se adaptó a una película con Jodie Foster en el papel principal.

Si bien es muy poco probable que los agujeros de gusano se conviertan alguna vez en los métodos de transporte simples y convenientes que se describen en las películas, los científicos ahora han ideado algo más forma viable de construir un agujero de gusano que la sugerencia original de Thorne. También es posible que, si ya existen agujeros de gusano en el universo, se puedan localizar utilizando la nueva generación de detectores de ondas gravitacionales.

impulsión de deformación

En teoría, es posible viajar más rápido que la velocidad de la luz si manipula el espacio alrededor de la nave espacial. Crédito de la imagen: EDUARD MUZHEVSKYI / BIBLIOTECA DE FOTOS DE CIENCIA a través de Getty Images

Un requisito previo esencial para la mayoría de las historias de aventuras basadas en el espacio es la capacidad de ir de A a B mucho más rápido de lo que podemos en la actualidad. Dejando a un lado los agujeros de gusano, existen múltiples obstáculos para lograrlo con una nave espacial convencional. Hay una enorme cantidad de combustiblerequerido, los efectos aplastantes de la aceleración, y el hecho de que el universo tiene a límite de velocidad estrictamente impuesto . Esta es la velocidad a la que viaja la luz, precisamente una año luz por año, que en un contexto cósmico no es muy rápido en absoluto. Proxima Centauri, la segunda estrella más cercana a la Tierra, está a 4.2 años luz del sol, mientras que el centro de la galaxia es la friolera de 27,000 luz-años de distancia.

Afortunadamente, hay una laguna en el límite de velocidad cósmica: solo dicta la velocidad máxima a la que podemos viajar a través del espacio . Como explicó Einstein, el espacio en sí puede distorsionarse, por lo que tal vez sea posible manipular el espacio alrededor de una nave de tal manera que se subvierte el límite de velocidad. La nave espacial aún viajaría a través del espacio circundante a menos de la velocidad deluz, pero el espacio en sí se movería más rápido que eso.

Esto era lo que los escritores de "Star Trek" tenían en mente cuando se les ocurrió el concepto de "impulso warp" en la década de 1960. Pero para ellos era solo una frase que sonaba plausible, no física real. No erahasta 1994 que el teórico Miguel Alcubierre encontró una solución a las ecuaciones de Einstein que produjo un efecto de impulso de deformación real, el sitio hermano de Rhythm89 Space.com informó , contrayendo espacio frente a una nave espacial y expandiéndolo hacia la parte trasera. Para empezar, la solución de Alcubierre no fue menos artificial que el agujero de gusano atravesable de Thorne, pero los científicos están tratando de refinarlo con la esperanza de que algún día sea práctico.

viaje en el tiempo

La teoría de la relatividad general muestra que es posible viajar en el tiempo. Crédito de la imagen: Shutterstock

El concepto de una máquina del tiempo es uno de los grandes dispositivos de la trama de ciencia ficción, que permite a los personajes retroceder y cambiar el curso de la historia, para bien o para mal. Pero esto inevitablemente genera paradojas lógicas. En "Regreso al futuro,"por ejemplo, ¿Doc habría construido su máquina del tiempo si no hubiera sido visitado por el futuro Marty usando esa misma máquina? Es debido a paradojas como estas que mucha gente asume que viajar en el tiempo debe ser imposible en el mundo real - y sin embargo, de acuerdo con las leyes de la física, realmente puede ocurrir .

Al igual que con los agujeros de gusano y las deformaciones espaciales, la física que nos dice que es posible viajar atrás en el tiempo proviene de la teoría de la relatividad general de Einstein. Esta trata el espacio y el tiempo como parte del mismo continuo "espacio-tiempo", con los dosestar inextricablemente vinculados. Así como hablamos de distorsionar el espacio con un agujero de gusano o un impulso warp, el tiempo también se puede distorsionar. A veces puede distorsionarse tanto que se pliega sobre sí mismo, en lo que los científicos denominan " curva de tiempo cerrada "- aunque podría llamarse con la misma precisión una máquina del tiempo.

Un diseño conceptual para tal máquina del tiempo fue publicado en 1974 por el físico Frank Tipler, según el físico David Lewis Anderson, quien describe la investigación sobre Instituto Anderson , un laboratorio de investigación privado. Llamado cilindro de Tipler, tiene que ser grande - al menos 60 millas 97 kilómetros de largo, según Humble - y extremadamente denso, con una masa total comparable a la del sol. Para obtenerPara que funcione como una máquina del tiempo, el cilindro tiene que girar lo suficientemente rápido para distorsionar el espacio-tiempo hasta el punto en que el tiempo se dobla sobre sí mismo. Puede que no suene tan simple como instalar un capacitor de flujo en un DeLorean, pero tiene laventaja de que realmente funcionaría, al menos en papel.

Teletransportación

Exposición de Star Trek The Adventure en Londres, 2002. Los programas y películas de ciencia ficción utilizan la teletransportación como una forma fácil de trasladar a las personas a nuevas ubicaciones, pero la realidad es mucho más limitada. Crédito de la imagen: Scott Barbour / Staff a través de Getty Images

El ejemplo arquetípico de ciencia ficción de la teletransportación es "Star Trek" " transportador, que, como su nombre indica, se describe simplemente como una forma conveniente de transportar personal de un lugar a otro. Pero la teletransportación es bastante diferente a cualquier otra forma de transporte: en lugar de que el viajero se mueva por el espacio desde el punto de partida hastael destino, la teletransportación da como resultado la creación de un duplicado exacto en el destino mientras que el original se destruye. Visto en estos términos, y al nivel de partículas subatómicas en lugar de seres humanos, la teletransportación es posible, de acuerdo con IBM .

El proceso del mundo real se llama teletransportación cuántica. Este proceso copia el estado cuántico preciso de una partícula, como un fotón, a otra que puede estar a cientos de millas de distancia. La teletransportación cuántica destruye el estado cuántico del primer fotón, por lo quede hecho, parece como si el fotón hubiera sido transportado mágicamente de un lugar a otro. El truco se basa en lo que Einstein llamó "acción espeluznante a distancia", pero que se conoce más formalmente como entrelazamiento cuántico . Si el fotón que se va a "teletransportar" se pone en contacto con uno de un par de fotones entrelazados, y se envía una medición del estado resultante al extremo receptor, donde está el otro fotón entrelazado, entonces este últimoEl fotón se puede cambiar al mismo estado que el fotón teletransportado.

Es un proceso complicado incluso para un solo fotón, y no hay forma de que se pueda escalar al tipo de sistema de transporte instantáneo que se ve en "Star Trek". Aun así, la teletransportación cuántica sí lo ha hecho. aplicaciones importantes en el mundo real, como para comunicaciones a prueba de piratería y computación cuántica súper rápida.

universos paralelos

Universos burbuja en un multiverso que se muestran en la concepción de este artista. Crédito de la imagen: Shutterstock

El universo es todo lo que nuestros telescopios nos revelan: todos los miles de millones de galaxias que se expanden hacia afuera desde el Big Bang . ¿Pero eso es todo lo que hay? La teoría dice que tal vez no: podría haber un todo multiverso de universos que existen. La idea de "universos paralelos" es otro tema de ciencia ficción familiar, pero cuando se muestran en la pantalla, normalmente difieren de nuestro propio universo solo en pequeños detalles. Pero la realidad puede ser mucho más extraña queque, con los parámetros básicos de la física en un universo paralelo, como la fuerza de la gravedad o las fuerzas nucleares, difieren del nuestro. Un retrato clásico de un universo genuinamente diferente de este tipo, y las criaturas que viven en él, es el de Isaac Asimov.novela "Los dioses mismos" " doble día : 1972 .

La clave para la comprensión moderna de los universos paralelos es el concepto de "inflación eterna". Esto representa la estructura infinita del espacio en un estado de expansión perpetua e increíblemente rápida. De vez en cuando, un lugar localizado en este espacio: un yo-contenido Big Bang - sale de la expansión general y comienza a crecer a un ritmo más tranquilo, permitiendo que objetos materiales como estrellas y galaxias se formen en su interior. Según esta teoría, nuestro universo es una de esas regiones, pero puede haber innumerablesotros.

Como en la historia de Asimov, estos universos paralelos podrían tener parámetros físicos completamente diferentes a los nuestros. En un momento, los científicos creían que solo los universos con prácticamente los mismos parámetros que el nuestro serían capaces de sustentar la vida, pero estudios recientes sugieren que la situación puede no ser así.ser tan restrictivo como esto, Rhythm89 informado anteriormente . Así que todavía hay esperanza para los extraterrestres de Asimov, aunque quizás no para hacer contacto con ellos, como sucede en la novela. Sin embargo, las huellas de otros universos podrían ser detectables para nosotros por otros medios. Incluso se ha sugerido que el misterioso "punto frío "en el fondo cósmico de microondas es la cicatriz de una colisión con un universo paralelo, escribió Ivan Baldry, profesor de astrofísica en la Universidad John Moores de Liverpool en el Reino Unido en La conversación .

Publicado originalmente en Rhythm89 .

Andrew May tiene un doctorado en astrofísica de la Universidad de Manchester, Reino Unido.Durante 30 años, trabajó en los sectores académico, gubernamental y privado, antes de convertirse en escritor científico donde ha escrito para Fortrean Times, How It Works, All About Space,Popular Science, entre otros. También ha escrito una selección de libros que incluyen Cosmic Impact y Astrobiology: The Search for Life Ensewhere in the Universe, publicados por Icon Books.