Una nave espacial más rápida que la luz en realidad se parecería mucho a la Enterprise de ‘Star Trek’

La nave espacial USS Enterprise era un sueño imposible, hecha en fibra de vidrio. Diseñada para Star Trek, parecía una creación sacada directamente de la imaginación de su creador, Gene Roddenberry: dos góndolas —esas largas y relucientes cápsulas de motor sostenidas por elegantes pilones— se extendían desde un platillo central que albergaba los motores que permitían al Capitán Kirk, al Sr. Spock, al Dr. Bones y al resto de la tripulación viajar por el cosmos.

Dentro de esas góndolas, imaginaron los creadores de la serie, se encontraba el secreto que hacía posibles esos viajes: un motor de curvatura capaz de plegar el espacio-tiempo, doblar el universo frente a la nave y desplegarlo detrás, lo que permitía viajar a velocidades superiores a la de la luz no mediante la velocidad, sino mediante la geometría. Durante décadas, los físicos lo descartaron como un hermoso disparate, la fantasía de un maestro de utilería.

Pero ahora las matemáticas han alcanzado al sueño.

La Enterprise en la vida real

Harold “Sonny” White, un ingeniero mecánico y físico aplicado que trabajó en conceptos de motor de curvatura en el Laboratorio de Física de Propulsión Avanzada de la NASA, ha publicado un artículo revisado por pares en la prestigiosa revista Classical and Quantum Gravity que propone un nuevo diseño para un motor de curvatura que se parece mucho al Enterprise.

White dijo a la publicación de ciencia y tecnología The Debrief que “el parecido con las góndolas gemelas del USS Enterprise no es meramente estético, sino que refleja una posible convergencia entre los requisitos físicos y el diseño de ingeniería, donde las arquitecturas de ciencia ficción insinúan vías prácticas para configuraciones reales con capacidad de curvatura”. En otras palabras: cuando White y sus colegas de investigación idearon un diseño que pudiera curvar el espacio-tiempo pero también mantener a una tripulación segura dentro de la nave, la geometría óptima que surgió fueron cápsulas de dos motores dispuestas alrededor de una zona habitable central.

Esa es la Enterprise.

Quizás se deba a que la física solo permite un número limitado de maneras de gestionar energías exóticas de manera eficiente. Los diseñadores de producción de Star Trek, basados ​​en la intuición y la estética de los años 60, dieron con una solución óptima poco común. Es como si alguien hubiera esbozado el diseño ideal de un coche en 1920 sin saber nada de aerodinámica, y un siglo después, la física dijera: “En realidad, tenías razón”.

El motor warp

Según White y sus colegas, el modelo matemático original para un motor de curvatura imaginaba una nave espacial encerrada en un anillo continuo de energía negativa con forma de dona, una extraña forma de materia que funciona como la gravedad a la inversa y separa el espacio en lugar de unirlo.

El físico Miguel Alcubierre propuso este modelo en 1994 tras ver episodios de Star Trek y preguntarse si esta ciencia realmente funcionaría. Esta geometría teórica podría mover un objeto a una velocidad superior a la de la luz que deforma el espacio que lo rodea, pero su idea trajo consigo problemas que generaban dolores de cabeza a cualquier ingeniero que intentara construirla.

El avance de White fue más sencillo. En lugar de intentar que el diseño en forma de rosquilla de Alcubierre funcionara, planteó una pregunta diferente: ¿Qué pasaría si se dividiera el anillo de energía en tubos separados, como si fueran módulos de motor, dispuestos alrededor de la nave? Ese pequeño cambio geométrico —de un anillo continuo a múltiples cilindros discretos— cambia por completo el funcionamiento de la física dentro de las burbujas. De repente, las matemáticas se volvieron manejables. El interior podría permanecer plano y seguro. Las fuerzas peligrosas podrían confinarse en las góndolas, lejos de la tripulación.

Lo que significa realmente

“Los resultados de este estudio sugieren una nueva clase de geometrías de burbujas de deformación”, explica White. Al organizar la materia exótica en estas cápsulas específicas, los ingenieros podrían, en teoría, mantener un interior completamente plano y tranquilo para la nave, mientras que la geometría externa se encarga de la violenta deformación del espacio.

Pero esta investigación no significa que viajemos a la Nebulosa del Cangrejo en un futuro próximo. Viajar a velocidades superiores a la de la luz todavía es una forma teórica, pero posible, de viajar por el cosmos que depende de muchos factores, como la producción del combustible necesario. Si alguna vez sucede, tardará generaciones. Sin embargo, el artículo de White proporciona un modelo matemático para el diseño y la ingeniería prácticos. Una vez construido, su propuesta de diseño resultará en algo que se parecerá a la nave espacial favorita de cualquier nerd.

Los cálculos de White dictan que, para mantener el reloj interno de la nave sincronizado con el mundo exterior y evitar destrozar al piloto, la estructura más eficiente implica disponer estos tubos de energía alrededor de la nave, exactamente como las góndolas gemelas del USS Enterprise.

“Sabía que sería posible construir burbujas de curvatura basadas en una topología similar a una góndola”, dice White, quien señala que la nueva geometría permite estructuras que actúan como unidades de propulsión modulares en lugar de un único campo de energía inmanejable.

Las alucinaciones de la humanidad

Este fenómeno de la ficción, que funciona como una bola de cristal o laboratorio de I+D para la realidad, ha permeado el progreso de la civilización desde las predicciones de Julio Verne sobre viajes a la Luna y submarinos nucleares. Tomemos como ejemplo a Ryan McClelland, ingeniero de investigación del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, quien se encontró frente a la pantalla durante la pandemia viendo The Expanse, una serie que imagina un escenario realista para la humanidad extendida por nuestro sistema solar.

“Tienen estas estructuras enormes en el espacio, y me hizo pensar… no vamos a llegar allí como lo estamos haciendo ahora”, me dijo McClelland en una entrevista de 2023. Ese maratón de ciencia ficción lo llevó a Evolved Structures, un proyecto donde McClelland usa inteligencia artificial (IA) generativa para alucinar partes de naves espaciales que parecen inquietantemente orgánicas, como si hubieran sido extraídas de una nave extraterrestre almacenada en secreto en un hangar del Área 51.

La IA, libre de preconcepciones humanas sobre cómo debería lucir un soporte, diseña formas de metal retorcidas, similares a huesos, que son un tercio más livianas que los diseños humanos, pero igual de fuertes. McClelland cree que es la única manera en que podemos fabricar en masa el futuro de la colonización espacial.

Toda la tecnología de ficción

El ingeniero de la NASA Les Johnson se obsesionó con la idea de las velas láser tras leer la novela La paja en el ojo de Dios, escrita por Jerry Pournelle y Larry Niven en 1974, que describe una vela que utiliza fotones como fuerza de empuje para mover una nave espacial a grandes distancias a velocidades extremadamente altas. Esto lo impulsó a convertirse en ingeniero.

“Tuve la oportunidad de participar en un proyecto que analizaba diferentes tipos de propulsión, y este es uno que añadí a la lista para considerarlo”, me contó durante una entrevista para un artículo sobre cómo él y su equipo diseñaron la vela solar más grande jamás creada. “Ahora la tecnología está aquí: podemos construir estas cosas. Y eso ha sido parte de mi trabajo intermitente durante los últimos 20 años”. 

La lista de tecnologías ficticias que ahora son una realidad cotidiana es tan larga que resulta agotadora. A veces tardan unos pocos años en hacerse realidad. Otras veces, pasan décadas entre el sueño y el dispositivo.

En 1945, Arthur C. Clarke publicó un artículo técnico donde proponía satélites geoestacionarios para la retransmisión de comunicaciones; 19 años después, el Syncom 3 de la NASA transmitió los Juegos Olímpicos de Tokio a Estados Unidos, y se cumplió así la profecía. Clarke también teorizó sobre velas solares en su relato de 1964, Sunjammer. Mucho antes, en 1933, HG Wells imaginó videollamadas en pantallas de cristal en La forma de las cosas por venir; pasaron 87 años hasta que la era Zoom nos hartó de ellas.

Una serie avanzada a su época

No es la primera vez que esto ocurre con Star Trek. Decir que la serie moldeó a la humanidad tal como la conocemos hoy no es una exageración. Introdujo ideas que, muchas décadas después, dieron lugar a diseños y tecnologías que han impulsado a la humanidad hacia el futuro.

No solo puertas automáticas, sino también teléfonos móviles, tabletas e interfaces táctiles, asistentes de IA activados por voz, escáneres médicos y realidad virtual. Star Trek no solo predijo el futuro, sino que se convirtió en el modelo que los ingenieros siguieron para diseñarlo.

Claramente, hay un patrón aquí de soñar con lo imposible, ponerlo en una pantalla o en un libro para entretenernos, y luego, lenta pero seguramente, nuestras matemáticas y nuestras máquinas evolucionan hasta que alcanzan la fantasía. Se siente como si no observáramos simplemente el universo; lo diseñamos para que coincida con las historias que nos contamos a nosotros mismos, lo que demuestra que la fuerza más poderosa de la física podría ser la fecha límite de un buen escritor.

Algunos científicos creen que todos podemos ser parte de una simulación cósmica en alguna computadora extraterrestre. Tal vez todos somos una IA gigante. Sea como sea, el hecho es que la humanidad parece tener una habilidad peculiar para la ingeniería inversa de sus propias alucinaciones.