La ciencia ficción ha sido un incubador para visiones utópicas de viajes espaciales y colonización extrasolar durante décadas. Cada programa de televisión, novela y película ofrece un medio diferente de cruzar las estrellas dentro de las vidas humanas, similar a cómo uno puede conducir un coche o montar un avión de un lugar a otro. Para explorar la vasta extensión del espacio en escalas de tiempo humanas, estas historias usualmente utilizan un método de viajes FTL (más rápido que la luz) a bordo de grandes naves estelares. Ellos están arraigados en un hecho científico y pueden incluso ser posibles desde el punto de vista de la física moderna.Ellos nos han inspirado a creer que podemos estar bien en nuestro camino para colonizar la galaxia dentro del próximo milenio. Métodos de viajes FTL Métodos de viajes FTL ¿Y si las leyes de la física son tan estrictas que realmente estamos atados a la temida velocidad de la luz para siempre?Estas posibilidades siempre presentes parecerían hacer de los viajes interestelares dentro de las vidas humanas una fantasía romántica.Mientras estaba contemplando ese pensamiento, me surgió una idea: ¿Qué pasaría si pudiéramos usar otras estrellas como naves estelares para cruzar el cosmos? Estrellas hipersónicas Todas las estrellas en nuestra galaxia orbitan el centro galáctico (GC). Las estrellas más cercanas al centro galáctico tienden a tener velocidades más altas que las estrellas que orbitan más lejos en los brazos galácticos. Esto significa que las estrellas que están relativamente cerca unas de otras deben tener velocidades orbitales similares. Pero esta distribución no es perfecta. Debido a las imperfecciones en la circularidad de las órbitas estelares, conocidas como excentricidad, las estrellas que están cerca unas de otras pueden tener velocidades relativas muy diferentes. Por ejemplo, Alpha Centauri, que debería tener una velocidad relativa de sólo unos pocos metros por segundo con la distribución de velocidad orbital estándar, cuenta con una velocidad interestelar de 20 km/s respecto al Sol. Esta velocidad es más rápida que la nave espacial más rápida La mayoría de las estrellas en nuestro vecindario estelar hoy en día no estaban dentro de 1000 años luz de nosotros una órbita galáctica hace debido a las diferencias en sus órbitas. Si miras el GIF de arriba, puedes ver que la mayoría de las estrellas grabadas parecen permanecer en una nube suelta alrededor del sol. Estas son estrellas “normales”, desde un punto de vista de la cinematografía estelar, con velocidades relativas en el orden de 100 km/s o menos. Si miras de cerca, puedes ver que algunas de las estrellas parecen volar desde el borde del diagrama, y luego regresan a la velocidad para encontrar el punto amarillo que es nuestro sol. Estas son conocidas como estrellas fugaces, con velocidades relativas por encima de 100 km/s. Pero hay una clase de estrellas que se mueven rápidamente que no están grabadas Una estrella de hipervelocidad se define como una estrella que ha superado la velocidad de escape de la galaxia. Varias estrellas de hipervelocidad han tenido velocidades de más de 1000 km/s, que es 1/3 del 1% de la velocidad de la luz. Esta velocidad es lo suficientemente rápida como para atravesar el diámetro del sistema solar en poco más de 100 días. Nuestras sondas espaciales profundas más rápidas tardan décadas. Al utilizar esta diferencia de velocidad, uno podría atravesar grandes distancias a través del espacio, algo como un hitchhiker cósmico, tal vez terraformando un planeta alrededor de tal estrella y estableciendo una colonia a largo plazo. Viajar a través del espacio en un planeta alrededor de una estrella elimina muchos de los peligros conocidos de los viajes interestelares. Los rayos cósmicos, la luz azulada, los micrometeoritos y los iones mortales serían filtrados y anulados por una atmósfera protectora planetaria y un escudo magnético. La gente podría vivir una vida diaria normal en un planeta, sin preocuparse por abandonar los placeres de vivir en una nave espacial estrecha y estrecha. Mientras tanto, la estrella estaría viajando lejos del Sol a partes de la galaxia desconocidas. Sin embargo, un análisis más detallado trae a la luz algunos problemas imprevistos. En primer lugar, las estrellas de hipervelocidad más cercanas están a más de 50.000 años luz de distancia. Tenemos que llegar allí primero para hacer un paseo, y si tuviste la tecnología para hacer eso, también podrías explorar el universo por ti mismo. En segundo lugar, las estrellas de hipervelocidad son muy raras, con un valor estimado de sólo 1000 o más en toda la galaxia de la Vía Láctea. Incluso si hubiera una estrella de hipervelocidad rara que estuviera haciendo un paso cercano al sol en un futuro cercano, todavía tendríamos que lanzar una nave espacial para que coincida con la velocidad relativa, en este punto se puede preguntar por qué no usamos esa velocidad para ir a algún lugar que realmente queremos ir. Además, las estrellas hipervelocitadas pueden no tener sus propios planetas por la naturaleza de su existencia. Las estrellas hipervelocitadas sólo existen debido a encuentros cercanos con agujeros negros u otros objetos densos, lo que es lo que las envió a tales velocidades altas para comenzar con. Sería poco probable que la mayoría de los sistemas planetarios sobrevivieran a un encuentro tan ininterrumpido. Incluso si querías usar una estrella más cercana, más lenta para viajar por el cosmos en su lugar, es importante recordar que 1/3 del 1% de la velocidad de la luz no es muy rápido en una escala cósmica. Incluso a esta velocidad asombrosa, todavía tardaría mucho más de un milenio en cubrir la distancia a Alpha Centauri. Una estrella más lenta tardaría aún más. Motores de Shkadov (Motores estelares) Si su objetivo era utilizar su estrella de origen como una nave estelar, podría estar en un camino hacia una aplicación mucho más difícil, aunque ligeramente más versátil de la propulsión estelar. En 1987, el físico Leonid Shkadov propuso que las civilizaciones avanzadas podrían ser capaces de explorar la galaxia desde el confort de su sistema estelar de origen con lo que él llamó un “motor estelar”. Un motor Shkadov está compuesto por tres componentes: una estrella, un núcleo de Dyson, y un reflector estático masivo. El núcleo de Dyson se utiliza únicamente para la recolección de energía para alimentar la civilización avanzada. La verdadera magia ocurre entre el reflector y la estrella. El reflector se coloca a una distancia de Goldilocks donde la presión de radiación externa del viento solar es igual a la fuerza gravitatoria interna de la masa estelar de la casa. Esto hace que el reflector sea estacionario respecto a la estrella. Sin embargo, la fuerza de reflejar una fracción de una luz estelar en una dirección propele a la estrella en la dirección opuesta. No es mucho (relativo a la masa de una estrella), pero a lo largo de un largo tiempo, esta fuerza continua puede agreg Cualquier civilización que se arriesgue a ejecutar tal proyecto no se apresuraría a llegar a ninguna parte. Para una estrella parecida al sol con la mitad de su luz reflejada hacia atrás, se impondría una aceleración de 6.4*10^-13 m/s2 al sistema. Esto es increíblemente lento. En el transcurso de un millón de años, tal motor solo cubriría unos 0,03 años luz y alcanzaría un cambio de velocidad de unos 20 m/s; no más rápido que un coche en una autopista. Después de mil millones de años, el sistema podría potencialmente alcanzar 20 km/s, atravesando decenas de miles de años luz de su trayectoria orbital inicial. Un ejemplo en el que un motor de Shkadov podría ser más práctico es en la conservación de un planeta de origen de una especie. Tal vez una especie que avanza rápidamente sabe que su estrella de origen se inundará en un gigante rojo dentro de unos pocos cientos de millones de años, y quiere colocar su planeta de origen alrededor de una nueva estrella para preservar la reliquia de su historia. Usando un motor de Shkadov, que sería fácil para una civilización de tipo III de Kardachev para fabricar, dijeron que las especies podrían guiar lentamente su sistema de origen hacia otra estrella más joven. Conclusión Usar las estrellas para explorar la galaxia es lento y tedioso.Las estrellas son simplemente demasiado masivas para manipular fácilmente los viajes interestelares en escalas de tiempo humanas. necesitan la misma habilidad que esperamos obtener Los motores Shkadov pueden tener ciertas aplicaciones específicas en un futuro lejano, pero a partir de ahora nuestro avance hacia el exterior y hacia el cosmos parece estar limitado por nuestra propia tecnología. Dos de Esto puede sonar desalentador, pero espero que un día la humanidad encuentre su lugar entre las estrellas.La naturaleza ha establecido algunas estrictas reglas de tierra para que nos sigamos en términos de viajes espaciales.Es nuestro deber como especie doblar estas reglas tanto como podamos para permitirnos descubrir el universo, para que podamos aprender más sobre nuestro propio origen en el proceso.Zipping alrededor del cosmos en grandes naves estelares con motores de varpa puede resultar imposible, y guiar estrellas puede ser impracticable, pero estos retrasos no pueden detener a la raza humana de hacer lo que siempre ha sido destinado a hacer: explorar el espacio.
