Fue lanzada en 1997 y desde 2004 la sonda «Cassini» ha estado explorando los alrededores de Saturno. Gracias a ella, los científicos han obtenido mucha información sobre la estructura interna y el magnetismo del planeta, y muchos datos sobre las 62 lunas que le rodean. Pero si por algo será recordada esta pequeña nave, es porque ayudó descubrir que dos de estos satélites, Titán y Encélado, albergaban buenas condiciones para posibles formas de vida extraterrestre.

Precisamente hoy, la NASA tiene previsto que la sonda «Cassini» realice su último vuelo sobre la superficie de Encélado, después de las 21 pasadas anteriores que comenzaron en 2005. Esto ocurrirá alrededor de las 18.49 de esta tarde, cuando la nave pase a unos 5.000 kilómetros de distancia de la superficie. Según la NASA, la sonda se centrará en esta ocasión en medir la cantidad de calor que sale del interior del satélite.

«Entender cuánto calor tiene Encélado nos da una idea de cómo es su actividad geológica, y esto convierte a este vuelo en una oportunidad fantástica», ha dicho Linda Spilker, científica del equipo de la misión en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de Pasadena, California. Además, con este último vistazo, los científicos completarán la observación de seis años de invierno en el hemisferio sur de Encélado, una región sorprendentemente activa y caliente.

Arriba: Animación de 4 fotografías tomadas a una distancia de unos 15.000 kilómetros de Encélado. Se pueden observar los géiseres que son iluminados por el …

Aunque este satélite apenas mide 500 kilómetros y está recubierto por una corteza de hielo, en 2005 los científicos descubrieron una pluma de hielo que salía despedida desde la superficie del polo sur, como si alguien hubiera quietado el tapón de una botella de champán. Intrigados, la NASA acercaró a «Cassini» para echar un vistazo y con el tiempo se comprobó que en este «chorro» de hielo había también compuestos orgánicos, uno de los ingredientes indispensables para la aparición de la vida.

Los tres ingredientes para la vida

Las exploraciones posteriores no fueron menos interesantes. Los científicos descubrieron que las poderosas fuerzas gravitacionales de Saturno convierten el interior de Encélado en una dinámica fábrica de calor y procesos geoquímicos. Además, junto al calor y los compuestos orgánicos, la NASA halló el último ingrediente necesario para la vida: el agua. Bajo la corteza de hielo, de unos 30 o 40 kilómetros de grosor, Encélado esconde un océano global de agua, descansando sobre un núcleo rocoso.

Visión artística del cielo de Encélado, por David Seal (NASA). Encelado tiene mucha actividad volcánica y también, es poseedor de mucha agua en su interior. Es una de las lunas de Saturno que deben ser estudiadas.

Por todo esto, Encélado se ha convertido en uno de los mejores candidatos para encontrar vida extraterrestre en el Sistema Solar, junto a Marte, Europa, una luna de Júpiter, y Titán, otra de las lunas de Saturno, que la sonda Cassini también ha explorado. Si en Encélado hay agua, calor y compuestos orgánicos, en Titán hay lagos de metano y un océano subterráneo de agua y de amoniaco.

Pero habrá que esperar para encontrar vida. En los próximos años la NASA estudia enviar una nueva misión a Encélado e incluso aterrizar con un módulo de aterrizaje para tomar muestras en las proximidades de las fuentes hidrotermales. Mientras tanto, habrá que conformarse con procesar los datos recogidos por Cassini en su último vuelo y en pasadas anteriores. Aún hará nuevas observaciones en el vecindario de Saturno hasta septiembre de 2017.

Cuando una incauta estrella pasa por las cercanías de un agujero negro, no es raro que acabe desgarrada y convertida en un aperitivo para la oscuridad insondable. Antes de morir, algunos de sus pedazos saltan a gran velocidad hacia el espacio, mientras que otros se calientan antes de caer hacia el interior del agujero y emitir un potente «grito» en forma de rayos X. Después de eso, este material atraviesa el horizonte de sucesos y desaparece del espacio-tiempo.

Este «grito» de rayos X ha permitido a unos investigadores averiguar que ahí fuera, un agujero negro está embarcado en el banquete más largo nunca observado hasta la fecha. El proceso ya lleva más de 10 años produciéndose y es 10 veces más largo que cualquier otro conocido hasta ahora. Este hallazgo ha publicado en «Nature Astronomy». (El artículo se puede leer aquí).

«Hemos sido testigos de la larga y espectacular muerte de una estrella», ha dicho en un comunicadoDacheng Lim, primer autor del estudio e investigador en la Universidad de New Hampshire (Estados Unidos).

En concreto, los científicos han presenciado un evento de disrupción de marea, un fenómeno que ocurre cuando la gravedad desgarra una estrella y que ha sido observado muchas veces desde los años noventa. «Pero ninguno fue, ni de cerca, tan largo como este», ha dicho Lim.

Varios telescopios de Rayos X (como el Chandra, el satélite Swift y el XMM-Newton (de la ESA) permitieron ver este crimen con extremo detalle. Ocurrió en las proximidades de un agujero negro supermasivo llamado XJ1500+0154 y localizado en el centro de una pequeña galaxia situada a 1.800 millones de años luz de la Tierra, en la constelación de Virgo.

Lo que se pudo ver, sorprendió mucho a los científicos. Si normalmente las estrellas emiten un destello de rayos X que se desvanece al cabo de un año, en esta ocasión la llamarada duró más de una década.

Creen que esto indica que, o bien la estrella desgarrada es mucho más masiva que las otras cuya muerte se ha observado, o bien que esta es la primera vez en que se observa cómo una estrella entera es desgarrada y engullida.

Apetito insaciable

Además, los datos de rayos X han mostrado que el agujero negro creció por encima del límite de Eddington, marcado por el equilibrio hidrostático establecido entre la radiación del gas caliente y el tirón gravitacional.

La conclusión de que los agujeros negros supermasivos pueden crecer tan rápido, gracias a estos eventos de disrupción de marea, ayudaría a explicar el rápido crecimiento observado en estos misteriosos cuerpos cuando el Universo tenía menos de 1.000 millones de años. O, como ha dicho Stefanie Komossa, otra coautura del estudio e investigadora en la «QianNan Normal University for Nationalities», en Duyun (China), las increíbles tasas de crecimiento de los agujeros negros «muestran lo precoces que pueden ser».

«Durante casi todo el tiempo en que hemos estado mirando a este objeto, ha estado creciendo rápidamente», ha dicho James Guillochon, coautor del trabjo e investigador en el centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica en en Cambridge (Estados Unidos). «Esto nos dice que algo inusual, probablemente una estrella más o menos dos veces más masiva que el Sol, está alimentando al agujero negro».

Los investigadores han predicho que el brillo de rayos X originado en el banquete se reducirá notablemente esta década. Y así, la estrella que fue engullida hace unos 1.800 millones de años, será historia definitivamente.

Mientras elaboraba su tesis doctoral en la Universidad de Gales, el físico mexicano Miguel Alcubierre veía un capítulo de Star Trek: La nueva generación, cuando tuvo una idea. Las naves de la serie se desplazan por el espacio a velocidades superiores a la de la luz gracias a sus warp drives o impulsores de curvatura, sistemas capaces de deformar el tejido del espacio-tiempo. ¿Sería posible proporcionar a los protagonistas de la serie un modelo teórico real que encajara con las ecuaciones de la relatividad general de Einstein?

Alcubierre, que hoy dirige el Instituto de Ciencias Nucleares de la Universidad Nacional Autónoma de México, lo consiguió. Y a la hora de poner un nombre a su hipotético propulsor, a sugerencia de su director de tesis, el físico hizo “un guiño a la ciencia ficción” y mantuvo el término warp drive, según cuenta a EL ESPAÑOL. Sin embargo, y desde la publicación de su teoría en 1994, la comunidad física se refiere a su propuesta como Alcubierre drive.

 

              Arrugas en la alfombra cósmica

 

Esta semana hemos asistido al anuncio histórico de la primera detección de ondas gravitatorias, pequeñas sacudidas en el tejido del espacio-tiempo tal como lo definió Albert Einstein en su teoría general de la relatividad. Estas ondas creadas por las masas son normalmente minúsculas e indetectables; pero las producidas por un cataclismo entre objetos inmensamente pesados, como la fusión de dos agujeros negros, pueden llegar a cazarse en la Tierra gracias a la ínfima variación de longitud que provocan en un túnel alargado, lo que modifica el tiempo que la luz tarda en recorrerlo de un extremo a otro.

En esta deformación del espacio-tiempo se basa también la idea de Alcubierre. El físico mexicano imaginó una nave rodeada por una burbuja que es capaz de contraer el espacio-tiempo por delante de ella y expandirlo por detrás, avanzando en su arruga espacio-temporal como un surfista navega sobre una ola. Así, si queremos volar a una estrella lejana, no es la nave la que se aproxima a su destino, sino este el que se acerca gracias a esos pliegues en la alfombra cósmica.

 

 

 

                                      Recreación de estos hipotéticos viajes. Les Bossinas NASA

 

“El objeto se mueve sin moverse en realidad”, dice el físico; “es el espacio el que hace el trabajo”. El modelo permite, según su autor, “viajar a velocidades arbitrarias, incluso mayores que las de la luz”, ya que en realidad la nave no quebranta este límite físico respecto a su entorno local. Y en un experimento mental ya clásico sobre los viajes a velocidad superluminal, si los tripulantes de la nave encendieran los faros delanteros, verían el chorro de luz proyectado hacia delante, ya que la luz emitida seguiría moviéndose más aprisa que el vehículo dentro de la burbuja.

 

 

 

La publicación del modelo de Alcubierre provocó a su vez una onda expansiva en su propio tejido espacio-temporal, el de la física teórica a finales del siglo XX. Desde entonces, las cinco páginas del estudio del mexicano han sido descargadas de la web de la revista Classical and Quantum Gravity más de 25.000 veces, y su trabajo ha sido citado en más de un centenar de artículos, además de haber motivado obras de ciencia ficción y locas especulaciones en la imaginación popular.

Energía negativa y materia exótica

 

 

 

Claro que, en física, de la teoría a la práctica a menudo media una distancia tan insalvable como la del espacio interestelar. El primer problema fundamental de la burbuja de Alcubierre es la propia burbuja. “Para producir esta distorsión del espacio se requiere de algo que llamamos energía negativa, que es esencialmente equivalente a la anti-gravedad”, apunta el físico; “y hasta donde sabemos, eso no existe”, zanja. En la física clásica, la que podemos experimentar en nuestra vida diaria, hablar de energía negativa es un concepto tan absurdo como tratar de encender la oscuridad. “Pero en el extraño mundo de la mecánica cuántica, de hecho se predice la existencia de la energía negativa”, precisa a este diario el matemático de la Universidad Estatal Central de Connecticut (EEUU) Thomas Roman.

Según explica Roman, en 1992 el físico Stephen Hawking demostró que la energía negativa es un elemento necesario para viajar hacia atrás en el tiempo. En física, la idea de desplazarse más rápido que la luz está íntimamente ligada a la del viaje temporal, ya que sería posible sentarnos en una posición en la que viéramos cómo una señal transmitida a velocidad superluminal llega a su destinatario antes de haber sido enviada por el emisor. La energía negativa nace de la aplicación de estas condiciones a las ecuaciones de Einstein; por lo tanto, si se coloca en las fórmulas no sólo rompe la barrera de la luz, aunque sea en el papel, sino que también nos regala un billete al pasado.

 

 

 

 

Pero aunque la física cuántica teórica permita la existencia de esta energía, no es tan fácil obligar a la realidad a que lo acepte. Según la relatividad especial de Einstein, masa y energía son dos caras de una misma moneda (la famosa E=mc²), por lo que la energía negativa equivale a un tipo de materia que no tenemos, y que los físicos denominan “exótica”. “Las curvaturas del warp drive solo pueden ser causadas por este tipo de materia hipotética”, señala a EL ESPAÑOL Carlos Barceló, físico teórico del Instituto Astrofísico de Andalucía del CSIC (IAA). Barceló expone que “la materia que conocemos no tiene estas características”; pero del mismo modo que la física de partículas predice la energía negativa, “se ha especulado que quizá podría haber situaciones cuánticas en las que se genere materia de este tipo”.

Una nave sin control

El de la energía negativa, o la materia exótica, no es el único obstáculo en el modelo de Alcubierre. Su propio autor opone una segunda gran pega, el llamado “problema del horizonte”. Dado que el frente de la burbuja se desplazaría a una velocidad aparente mayor que la de la luz, los pilotos de la nave no podrían acceder a él, y esto tendría consecuencias bastante indeseables. Por un lado, no podrían enviar señales para detener o dirigir la burbuja, por lo que continuarían viajando indefinidamente a menos que la pompa estallara o alguien desde fuera hiciera algo al respecto.

 

 

 

¿Cómo serían este tipo de viajes? NASA

 

Pero también, y dado que los tripulantes de la nave estarían desconectados del exterior de la burbuja, si fuera posible crear una infraestructura que permitiera el desplazamiento –como han sugerido algunos teóricos–, ésta no podría ser colocada durante el propio viaje, como hacían los constructores de los ferrocarriles que iban tendiendo las vías a medida que la locomotora avanzaba. En este caso la locomotora no tendría puertas para salir al exterior, por lo que las vías deberían ser colocadas por un equipo que viajara a pie, o en este caso en una nave convencional, y por tanto muy lenta.

“Todo apunta a que la naturaleza rechaza la formación de burbujas como las de Alcubierre”, concluye Barceló. El físico del IAA agrega que además existen “problemas de inestabilidad“: en concreto, las altas temperaturas en el interior de la burbuja no solo la destruirían, sino que incinerarían todo su contenido, nave y tripulantes. El propio Alcubierre admite que su experimento mental no tiene “ninguna aplicación práctica hasta la fecha, y no la puede haber mientras los problemas mencionados no se puedan resolver, si es que tienen solución, que pueden muy bien no tenerla”.

Imposible, pero nada lo es

Y a pesar de todas las objeciones en contra, la cuestión de los propulsores de curvatura continúa provocando encendidas discusiones entre los físicos. Para los teóricos es puramente una manera de explotar las posibilidades de las ecuaciones, pero las conjeturas nacidas a raíz de algunos resultados experimentales afloran periódicamente a la luz pública, para entusiasmo de unos e indignación de otros.

Hace pocos meses, un grupo heterodoxo de la NASA llamado Laboratorio de Física de Propulsión Avanzada, o Eagleworks, causó una conmoción al sugerir que había construido un tipo de propulsor llamado EmDrive que se opone a toda la lógica física y en el que algunos teóricos ven la posibilidad de crear burbujas de distorsión del espacio-tiempo. El asunto fue tan comentado en los medios como irritante para la propia NASA, que prohibió a los ingenieros de Eagleworks pronunciarse públicamente. A raíz de aquello, la agencia archivó los artículos de su web relacionados con la idea del warp drive, reemplazándolos por una declaración que afirma: “Warp Drive o cualquier otro término para viajes más rápidos que la luz aún no son más que una especulación. El grueso del conocimiento científico concluye que esto es imposible”.

Al menos por el momento, deberemos conformarnos con posibilidades más al alcance de la tecnología. La NASA investiga activamente en el campo de los propulsores iónicos, una opción que no permitirá los viajes interestelares pero sí romper nuestras fronteras actuales, y que para Alcubierre “son de momento los sistemas más prometedores”. En un futuro muy lejano, imagina el físico, tal vez lleguemos a construir cohetes de antimateria; “pero de momento es ciencia ficción”, concluye. Respecto a lo que pueda depararnos el futuro, nos queda el consuelo de Barceló: “En ciencia natural nunca se puede decir de nada que es imposible”.