Alcubirre hablando de física

[ASIMOV22]

Hola chicos:

Me encontré este texto que puede que les guste. El Dr. Alcubierre fue mi maestro por tres días; fue la persona que me enseñó que no existe el grado académico de "post-doctor"; y que las ecuaciones de Stan Romanek eran un verdadero fiasco. Aunque aún no sé lo que sea el "motor de Alcubierre", aquí les comparto su texto:



Viajando a la velocidad de la luz: mis experiencias con la divulgación científica

Miguel Alcubierre Moya


En este texto, publicado el 3 de octubre de 2005 en la Gaceta UNAM, un investigador que es también un excelente divulgador nos cuenta algunas de sus aventuras como personaje público.

Desde que tenía 13 o 14 años he sido un gran lector. Sin embargo el tema de mis lecturas goza en general de mala reputación entre muchos académicos y literatos. Soy fanático de la ciencia ficción y de la divulgación científica. Me devoré cuantos libros de Isaac Asimov cayeron en mis manos. Asimov, para mi fortuna, fue no sólo uno de los más prolíficos e imaginativos autores de ciencia ficción, sino también un gran divulgador científico.

Realicé mis estudios de doctorado en física en la Universidad de Gales, en el Reino Unido. Mi área de estudio fue (y sigue siendo) la relatividad general, es decir, la teoría moderna de la gravitación postulada por Einstein en 1915. En particular mi trabajo de doctorado se relacionaba con la simulación numérica de colisiones de agujeros negros, un tema ya de por sí bastante especializado, pero que aunque suene un tanto cuanto esotérico en realidad es parte de lo que podríamos llamar “ciencia estándar”. Mi afición por la ciencia ficción se mantuvo firme, y un buen día se cruzó de lleno con mi trabajo científico.

Una tarde que disfrutaba de la serie de televisión Viaje a las estrellas (sí, debo de confesar que también soy un trekkie), me vino de pronto a la mente la pregunta de si sería posible utilizar la relatividad para encontrar la manera de viajar más rápido que la luz, como los héroes de la pantalla hacían regularmente muy quitados de la pena, en flagrante contradicción con las leyes de la física. Esta idea puede parecer extraña a quien haya oído hablar un poco de la relatividad, pues es precisamente ella la que prohíbe viajar más rápido que la luz. Resulta que la relatividad también nos dice que es posible alterar la geometría del espacio y el flujo del tiempo, lo que da lugar a fenómenos físicos verdaderamente extraños, como los agujeros negros de mi tesis doctoral. El resultado de mis especulaciones fue el feliz descubrimiento de que no era difícil encontrar una manera de distorsionar al espacio que permitiría a un objeto viajar más rápido que la luz. Pero había un precio a pagar: Las ecuaciones mostraban que la distorsión necesaria requeriría de la existencia de la “antigravedad”, que hasta donde sabemos, no existe. El resultado no pasaba entonces de ser una divertida curiosidad matemática, sin mayor aplicación práctica. Aun así, decidí acercarme a mi asesor y comentarle la idea, un poco preocupado de que me dijera que dejara de perder el tiempo en tonterías y me dedicara a mi doctorado. Para mi sorpresa, mi asesor encontró la idea divertida y me ayudó a publicarla en una revista científica especializada, y asunto terminado. O eso pensaba yo.

A los pocos días de la publicación del artículo, me encontré con la sorpresa de que una nota en una revista de divulgación mencionaba mi trabajo. Me llamó la atención darme cuenta de que los editores de esta revista leen la literatura científica especializada en búsqueda de “noticias científicas” de interés para el público en general. Pero la cosa no se detuvo ahí. Semanas más tarde un amigo llegó corriendo con el disco más reciente del músico Mike Oldfield. El disco se inspiraba en una novela de otro gran autor de ciencia ficción, Arthur C. Clarke, y en la solapa aparecía una nota escrita por el mismo Clarke en la que mencionaba mi trabajo. Salí a comprar el disco enseguida (y le regalé una copia a mi mamá). Y así empezó la bola de nieve. Revistas, estaciones de radio y estaciones de televisión empezaron a buscarme para hacer entrevistas.

Discovery Channel me entrevistó para uno de sus programas y para mayor impacto visual me pidieron montarme en una bicicleta y mantener el equilibrio frente una pantalla azul que luego les permitiría poner un bonito fondo de estrellas. No saben lo difícil que es no caerse de una bicicleta que no se mueve, por poco me rompo los dientes varias veces. Mis 15 minutos de fama habían llegado. A la fecha, 10 años después, sigo recibiendo invitaciones a entrevistas y charlas, y me llegan mensajes electrónicos de estudiantes de secundaria de diversos lugares del mundo. Lo más curioso ha sido que todo esto se ha debido a uno solo de mis trabajos, uno con un tema alejado de mi tesis doctoral, y también lejano de mi trabajo de investigación actual. Un tema que resultó ser a la vez “llamativo” para la prensa, pero mal visto por la academia, motivado como fue por la ciencia ficción (lo que me ha causado no pocos dolores de cabeza).

Mi experiencia con los medios de comunicación y la prensa científica me ha dado dos lecciones importantes. La primera ha sido descubrir la importancia de dar a conocer el trabajo de los científicos al público en general. La ciencia es parte de la cultura humana y sus resultados son de interés para todos. Los científicos tenemos la responsabilidad de salir de nuestros laboratorios y cubículos, de nuestras torres de marfil, y de divulgar nuestro trabajo. La otra lección es similar, pero muestra el otro lado de la moneda. Los científicos también debemos educar a la prensa científica y enseñarle que no sólo los resultados “llamativos” son importantes. La ciencia del día a día, de los avances lentos y trabajosos, también debería tener un lugar importante en la difusión y la divulgación. Finalmente, es así como el conocimiento científico avanza, a paso lento todos los días, con algún ocasional salto un poco más largo.

Miguel Alcubierre es físico y colaborador frecuente de la revista de divulgación ¿Cómo ves? Trabaja en el Departamento de Gravitación y Teoría de Campos del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM.Comentarios: malcubi@nucleares.unam.mx

[Uraniburg]

Hola,

Mi experiencia con los medios de comunicación y la prensa científica me ha dado dos lecciones importantes. La primera ha sido descubrir la importancia de dar a conocer el trabajo de los científicos al público en general. La ciencia es parte de la cultura humana y sus resultados son de interés para todos. Los científicos tenemos la responsabilidad de salir de nuestros laboratorios y cubículos, de nuestras torres de marfil, y de divulgar nuestro trabajo. La otra lección es similar, pero muestra el otro lado de la moneda. Los científicos también debemos educar a la prensa científica y enseñarle que no sólo los resultados “llamativos” son importantes. La ciencia del día a día, de los avances lentos y trabajosos, también debería tener un lugar importante en la difusión y la divulgación. Finalmente, es así como el conocimiento científico avanza, a paso lento todos los días, con algún ocasional salto un poco más largo.

Cuanta razón tiene Alcubierre.

Después de responder al post de la crítica de Sagan leo este post llegando a este parrafo, con la conclusion final que se necesita más divulgación científica una de las cosas que mencionaba yo en el post de Sagan ...

Será acaso: Serendipia, telepatía, clarividencia, precognición, estreñimiento .... bueno esto ultimo me parece que no En cualquier caso un misterio para los magufos.

Saludos.

[Roberto]

Yo he leído tus dos intervenciones Uraniburg y estoy de acuerdo contigo, no en lo de la serendipia, o por lo menos, como dices, mejor se lo dejamos a los magufos.

No cabe duda que el gran valor de Sagan es la divulgación de la ciencia, en esta época…hmmm… por cierto hablando de serendipias, acabo de “editarle” a mi hermana el libro titulado “El Mundo de Sofía” y en el capitulo final, que habla de la filosofía de la actualidad, menciona a toda esta corriente tan abrumadora de la parapsicología, el new age, en fin, lo que ya conocemos; el personaje de la novela hace una analogía, de que estas mentiras son a la filosofía lo que la pornografía es al sexo, y no cabe duda que se necesita en esta época, es menos pornógrafos y más sexólogos, análogamente, necesitamos menos himbestigadores y más divulgadores.

Y análogamente, parafraseando a Platón, “le agradezco a los dioses haber nacido en el siglo de Sagan y Asimov”

Saludos

[TruthSeeker]

Hola chicos:

Pero había un precio a pagar: Las ecuaciones mostraban que la distorsión necesaria requeriría de la existencia de la “antigravedad”, que hasta donde sabemos, no existe. El resultado no pasaba entonces de ser una divertida curiosidad matemática, sin mayor aplicación práctica. Aun así, decidí acercarme a mi asesor y comentarle la idea, un poco preocupado de que me dijera que dejara de perder el tiempo en tonterías y me dedicara a mi doctorado. Para mi sorpresa, mi asesor encontró la idea divertida y me ayudó a publicarla en una revista científica especializada, y asunto terminado. O eso pensaba yo.

Aquí esta la verdadera dificultad de este modelo. Tanto los agujeros de gusano como el modelo que se explica aquí permitirian viajes a velocidades superluminicas, pero a ambos se les puede plantear la misma objeción: requieren un tipo de materia capaz de producir campos gravitatorios repulsivos. A este tipo de materia se le conoce como materia exotica. Nunca ha sido detectada materia exotica en la naturaleza, ni ha sido producida artificialmente en algún laboratorio. Pudiera ser que ni siquiera exista.

Este tipo de modelos son utilizados por los creyentes en platillos voladores como forma de demostrar que efectivamente los humanoides grises pudieran viajar a velocidades superiores a la de la luz desde planetas distantes. A quienes sostienen estas hipotesis, siempre les planteo el argumento anterior.

[tropicflower]

Aunque este modelo solo sea un ejercicio teórico inaplicable en la naturaleza, no deja de ser un aporte científico interesante. Y resultó interesante también para los medios de comunicación por su relación con temas que producen rating, como es el caso de los viajes de naves espaciales.
Desafortunadamente, la difusión de la Ciencia no tiene el alcance que tienen los programas tipo tercer milenio. ¿Los aportes científicos que alcanzan la fama solo son los que pueden usarse para obtener rating? ¿Por qué en los medios de comunicación se piensa que la realidad no ofrece suficiente material para maravillarnos?

[TruthSeeker]

Es interesenate ver como un cientifico mexicano hace aportes importantes a la física teorica, y no solo eso, estos aportes ya hicieron escuela. La burbuja de distorsión de Alcubierre está siendo estudiada con modelos alternativos, por ejemplo, con geometrías alternativas o teorias distintas a la Teoría General de la Relatividad. Un paper cientifico dice al respecto:

"Miguel Alcubierre [8] has published a spacetime metric
that is a mathematical description of a hyper-fast spacetime
geometry for Faster-than-Light (FTL) or superluminal travel
within the General Theory Relativity (GTR) that
embodied properties usually associated with the ‘‘warp
drive’’ of science fiction. The Alcubierre spacetime metric
was constructed to allow an object to travel at superluminal
(FTL) velocities (faster than light) by manipulating
spacetime in such a way that the object never locally
exceeds the speed of light, but in a manner identical to
the inflationary stage of the universe, the object has a relative
speed defined by the change of proper spatial distance
compared to a stationary observer, over proper spatial time
faster than the speed of light. This is described by a warp
bubble as illustrated in Fig. 1 where the center of the bubble
corresponds to the object’s position."

"Numerous solutions to the GTR field equations are
known that theoretically allow ‘effective’ superluminal travel
[9]. Despite the use of the term superluminal, it is not ‘really’
possible to travel faster than light, in any local sense that is
known today. The general global definition of superluminal
travel is due to nontrivial matter [10,11]. It is; however, clear
that spacetimes may allow ‘effective’ superluminal travel
that generically suffers from a severe drawback that they also
involve significant amounts of negative energy densities.
More precisely, superluminal effects are associated with exotic
matter (see Section 3.4), that is, matter that violates the
null energy condition (NEC). In fact, superluminal spacetimes
violate all known energy conditions; making negative
energy densities and superluminal travel intimately related
[12]. Although most classical forms of matter supposedly
obey the energy conditions, they are certainly violated by
certain quantum fields [13]. Certain classical systems (such
as non-minimally coupled scalar fields) exist, which violate
the null and the weak energy conditions [14,15]. Exotic matter-
negative energy is discussed in more detail in Section 3.4.
Further for Alcubierre-like warp drive spacetimes using
the ‘quantum inequality (QI)’ deduced by Ford and
Roman [16], it was verified that enormous amounts of
energy are needed to sustain superluminal warp drive
spacetimes [17,18]. This is due to the fact that QI restricts
the bubble wall to be very thin to lower the amount of exotic
material needed. For a macroscopic bubble the energy is
roughly proportional to the square of the bubble radius
divided by the wall thickness. It was shown that a very thin
walled bubble with a radius of 100 m would require a total
negative energy of at least E ’ 6:2 1062v2s
kg, which is,
for an object velocity vs equal to that of light, ten orders
of magnitude greater than the total positive mass of the
entire visible Universe. Quantum inequality (QI) is discussed
in more detail in the next session.

Chris Van Den Broeck [19] proposed a slight modification
of the Alcubierre spacetime metric that considerably reduces
the energy requirements of the warp bubble. He accomplished
this by keeping the surface area of the warp bubble
itself microscopically small while at the same time expanding
the spatial volume inside the bubble. Essentially he incorporated
a multiplication factor on Alcubierre’s metric that
decreased the size of the warp bubble thereby decreasing
the amount of negative energy required to sustain it.
Large amounts of negative energy are not the only problem
with the Alcubierre spacetime metric and its incarnations.
Lobo and Visser [9] points out that these spacetime
models by definition define a point at the center of the warp
bubble, which moves along a geodesic and is ‘massless.’ That
is, in the usual sense the object is always treated as a test particle
with no real mass. Consequently these metrics have
become useful ‘gedanken-experiments’ – they are useful primarily
as a theoretician’s probe into the basic foundations of
general relativity; therefore they do not provide a realistic
engineering model. To illustrate this, Lobo and Visser [9] corrected
this flaw by constructing a more realistic model by
applying linearized gravity to the weak-field warp drive case
testing the energy conditions to first and second order of
warp velocity. The fundamental basis of their model is that
it specifically includes a finite mass spaceship that interacts
with the warp bubble. Their results verified that all warp
drive spacetimes violate the energy conditions and will continue
to do so for arbitrarily low warp bubble speeds. They
also found that the energy condition violations in this class
of spacetimes is generic to the form of the geometry under
consideration and is not a side-effect of superluminal properties
Based upon these efforts [20], it appears that for all conceivable
laboratory experiments in which negative energy is
created in very small amounts, the warp bubble speed will be
absurdly low. It appears unlikely that warp drives that
require Alcubierre-like warp bubble geometries will prove
to be technically feasible let alone practical unless new geometries
or ways to generate astronomical amounts of negative
energy are found."

Fuente: New frontiers in space propulsion sciences

Glen A. Robertson, P.A. Murad, Eric Davis