La exploración de la comunicación más rápida que la luz (FTL), un concepto arraigado en la ciencia ficción, ha intrigado a científicos e ingenieros durante años. La comunicación FTL, la proverbial hermana pequeña de los viajes FTL, en los que se envía una nave espacial a un lugar distante, puede ser un primer paso prometedor, y un teórico está cambiando el enfoque hacia las “hiperondas”, un método para enviar mensajes a través de grandes distancias más rápido que la velocidad de la luz.
El reciente artículo, parcialmente financiado por el Laboratorio de Ciencia y Tecnología de Defensa del gobierno británico y el Ministerio de Defensa, subido a arXiv, «Hyperwave: Hyper-Fast Communication Within General Relativity», del Dr. Lorenzo Pieri, ofrece un enfoque novedoso a este desafío. . Sugiere utilizar “hipertubos” (estructuras que pueden gestionar la distribución y configuración de la energía negativa) para acelerar y desacelerar las burbujas warp, facilitando la comunicación FTL.
LA CIENCIA DETRÁS DE LA COMUNICACIÓN MÁS RÁPIDA QUE LA LUZ
Un concepto clave que mantiene todo esto unido es la burbuja warp, una construcción teórica que podría permitir viajes o comunicaciones superluminales. El núcleo de la propuesta de Pieri radica en la aplicación del trabajo de Miguel Alcubierre en 1994. El modelo de deformación de Alcubierre, a menudo discutido en el contexto de viajes más rápidos que la luz, implica la creación de una burbuja en el espacio-tiempo que contrae el espacio por delante y lo expande por detrás, de manera efectiva. permitiendo que una nave espacial viaje más rápido que la luz sin violar el límite de velocidad de la Relatividad de Einstein. Esta manipulación mueve efectivamente la nave o la señal más rápido que la luz en relación con el espacio-tiempo circundante, aunque no en el sentido tradicional de aceleración. Sin embargo, el concepto sigue enfrentando críticas por requerir la exótica “energía negativa” en cantidades astronómicas.
«Las burbujas warp a gran escala requieren una energía enorme», explica el Dr. Jason Cassibry en una entrevista. Cassibry es experto en teorías de propulsión FTL y profesor del Centro de Investigación de Propulsión de la Universidad de Alabama en Huntsville. “Una nave espacial con propulsión warp no supera localmente la velocidad de la luz. Simplemente se trata de ampliar el espacio y acortar la distancia”.
El efecto Casimir es fundamental para que esto realmente funcione. En la teoría cuántica de campos, el efecto Casimir surge de las fluctuaciones del vacío cuántico en un campo. Demuestra que el espacio aparentemente vacío está lleno de energía y partículas que aparecen y desaparecen . Este efecto puede crear fuerzas pequeñas pero mensurables entre objetos muy próximos, lo que sugiere la presencia de lo que puede considerarse «energía negativa». Esta energía negativa es un ingrediente crítico en las teorías de la burbuja warp y de la comunicación FTL, ya que podría usarse para manipular el espacio-tiempo.
El truco aquí es que todo esto es muy teórico. Dejando a un lado las complicaciones detrás de la ingeniería y el efecto Casimir, es imposible generar suficiente “energía negativa” para crear una burbuja warp que pueda enviar un objeto a través del espacio.
Sin embargo, enviar un mensaje es un poco más fácil.
“La función de radio pequeño en sí es bastante sencilla. El requerimiento de energía negativa de la burbuja es proporcional al cuadrado del radio de la burbuja, por lo que será más fácil construir burbujas más pequeñas”, dijo Pieri a The Debrief. “Tradicionalmente, este límite se ha ignorado principalmente ya que la literatura se ha centrado en buscar diseños adecuados para viajes interestelares, capaces de transportar cargas útiles de tamaño humano. Mi proceso de pensamiento fue básicamente: ‘¿Se puede hacer algo con geometrías de accionamiento warp? ¿Qué supuestos se pueden relajar? ¿Qué pasa si no nos importa transportar una carga útil?’”
EL MINISTERIO DE DEFENSA BRITÁNICO FINANCIA LA INVESTIGACIÓN SOBRE COMUNICACIÓN FTL
Pieri, que tiene un doctorado en Física y actualmente dirige el equipo de inteligencia artificial de Createc , tiene experiencia en el estudio de la gravitación y el universo cuántico. Con una inclinación natural por la tecnología del futuro, la inteligencia artificial y cualquier cosa que traspase los límites de la ciencia, Pieri comenzó a estudiar varias teorías del impulso warp hace tres años. Al notar un subdesarrollo general del tema, Pieri decidió lanzarse al ruedo.
«Sin muchas expectativas, presenté una propuesta para investigar el uso tecnológico de las burbujas warp, y la propuesta fue financiada», dijo Pieri.
Si bien Pieri no pudo entrar en detalles específicos sobre la subvención del gobierno debido a requisitos de confidencialidad, no es ningún secreto que el ejército británico está invirtiendo más de £6 mil millones en múltiples oportunidades de financiación centradas en tecnologías innovadoras relacionadas con la inteligencia artificial, la física cuántica, la detección y comunicaciones.
Las búsquedas en línea indican que el empleador de Pieri, Createc, tiene múltiples contactos de defensa con el Ministerio de Defensa británico (MoD) para varios proyectos que van desde la robótica hasta la tecnología de detección. Sin embargo, un contrato específico del Laboratorio de Ciencia y Tecnología de Defensa titulado “Ciencia y tecnología disruptivas que impactan el futuro de la defensa” otorgó a Createc £50.000 para investigación. El concurso de subvenciones pide “identificar y desarrollar ideas de investigación novedosas y en etapa inicial que puedan tener un impacto significativo y disruptivo en el futuro de la Defensa”, siendo una de las tareas clave “ideas que tengan una base teórica respaldada por una explicación razonada”. «
Pieri no pudo comentar si esta subvención específica es la que solicitó; sin embargo, su artículo indica claramente que el Ministerio de Defensa británico está financiando investigaciones sobre ciencias novedosas y exóticas, que realmente provienen de la vanguardia.
LA HIPERONDA
Pieri , que lleva el nombre del sistema de comunicación de la obra de ciencia ficción de Isaac Asimov, la serie Foundation , propone utilizar burbujas warp de radio pequeño para lograr una comunicación más rápida que la luz. Esta teoría, si se hace realidad, podría alterar nuestra comprensión actual de la transmisión de información y tener profundas implicaciones para la exploración espacial y las redes de comunicación globales.
El trabajo de Pieri sortea el obstáculo de la energía negativa centrándose en burbujas warp con un radio mucho más pequeño, reduciendo drásticamente los requisitos de energía negativa. Esta reducción, sugiere Pieri, podría situar las necesidades energéticas dentro del ámbito de las capacidades tecnológicas actuales.
Las «hiperondas» propuestas utilizan estas burbujas de deformación de radio pequeño para codificar y transmitir información. La teoría sugiere que la manipulación de estas burbujas warp, específicamente su aceleración y desaceleración, daría como resultado la emisión de partículas de alta energía. Al igual que los puntos y rayas del código Morse, estas emisiones podrían modularse para transportar datos complejos a través de grandes distancias a velocidades que superan los límites impuestos por la luz.
«Un emisor Hyperwave (Alice) puede aumentar estratégicamente la densidad de partículas a lo largo de una pista Hyperwave para generar un rayo intenso, que Bob detectará y codificará como un bit ‘1’», dice Pieri. “Por el contrario, si Bob no mide ningún exceso de partículas, etiquetará la Hyperwave recibida como ‘0’. Una vez que hayamos definido una manera de codificar los binarios ‘0’ y ‘1’, tendremos una manera para que Alice y Bob se envíen mensajes entre sí».
Ingenieros como Cassibry son cautelosamente optimistas, pero conscientes de los importantes desafíos que se avecinan.
Crear y estabilizar burbujas warp de radio pequeño, así como generar y manipular las densidades de energía negativa requeridas, no son hazañas triviales. La energía negativa, un concepto controvertido y exótico en física, es fundamental para esta teoría. Si bien se ha observado en fenómenos como el efecto Casimir , donde aparecen densidades de energía negativas entre placas metálicas colocadas muy cerca debido a fluctuaciones cuánticas, ampliar dichos efectos al nivel requerido para la comunicación Hyperwave es un desafío de ingeniería monumental.
Además, detectar y decodificar información procedente de emisiones de partículas de alta energía presenta otra capa de complejidad.
«Si se pudiera construir un canal que genere externamente una burbuja warp que viaje en el canal y que se transporte a sí misma o a una partícula en su interior, se podría enviar información por esa línea más rápido de lo que podrían viajar las ondas electromagnéticas», explicó Cassibry.
Pero Cassibry señala que si bien esto es sencillo en principio, su ejecución es compleja.
El control preciso sobre la dinámica de las burbujas warp y la interpretación de las emisiones de partículas resultantes requerirían avances en la física teórica y experimental.
En términos sencillos, al igual que un cable telefónico, estas burbujas warp necesitan un espacio contenido para viajar, una especie de tubo en el que pueda existir la burbuja warp. Pieri considera que ésta es la cuestión más importante.
«Quizás la limitación más llamativa es que la porción superluminal de la trayectoria de la hiperonda debe construirse antes del paso de la burbuja», admite.
Al llegar a las proximidades de un detector especialmente diseñado, esta burbuja warp se desaceleraría, provocando que emitiera una explosión de partículas de alta energía. Estas emisiones, codificadas con información, serían capturadas por el detector, que luego las decodificaría para recuperar el mensaje transmitido.
El diseño del detector sería un componente crítico del sistema, que requeriría instrumentación sensible capaz de interpretar con precisión las emisiones de alta energía como datos. Si bien es teóricamente plausible, este proceso plantea importantes desafíos tecnológicos, particularmente en la creación y control de burbujas warp a pequeña escala y el desarrollo de detectores lo suficientemente sensibles como para capturar y decodificar con precisión las emisiones de partículas resultantes.
Todo el mundo entiende que esto es muy teórico, pero Cassibry admite que en el mundo de los pequeños pasos de las teorías FTL, construir la pequeña burbuja warp de Pieri es mucho más factible.
«¡Se le ha ocurrido una idea bastante buena!» dijo Cassibry.
“El artículo muestra que, en principio, es factible generar suficiente energía negativa para construir una hiperonda, pero esto está lejos de ser práctico. Dado que parece haber más margen para la optimización, al considerar fuentes más densas en energía, a corto plazo es mejor centrarse en nuevos avances teóricos”, explicó Pieri. «Dicho esto, una vez que hayamos aumentado nuestro rendimiento de energía negativa, sin duda sería interesante intentar construir hiperondas, ya que incluso los hallazgos negativos pueden enseñar algo sobre la interacción entre la gravedad y la cuántica».