Lo que Hollywood no te contó sobre los viajes a la velocidad de la luz

El gran parabrisas de la nave estelar deja ver el espacio profundo extendiéndose delante de los protagonistas. El piloto, normalmente con una sencilla palanca, acciona el mecanismo que pone en marcha los propulsores y la nave alcanza la velocidad de la luz en décimas de segundo. Mientras dejan atrás a sus perseguidores, la cabina se enciende y las estrellas más cercanas se convierten en trazas luminosas que se deslizan majestuosamente formando un túnel alrededor de los viajeros.

Pues bien… "Si esto [se refiere a la mítica escena arriba descrita de La Guerra de las Galaxias en la que Han Solo, Luke, la princesa Leia y Chebwacca escapan a bordo del Halcón milenario] ocurriese realmente, en menos de un segundo esa nave debería estallar, desintegrándose por completo y haciendo pedazos a todos sus ocupantes. Fin de la película", reconoce entre risas Arturo Quirantes, profesor titular de Física en la Universidad de Granada.

En los últimos días, el anuncio oficial de la detección de Proxima b, un planeta potencialmente habitable en la estrella más cercana a la Tierra, ha hecho volar la imaginación de todos los apasionados a la ciencia y la exploración espacial. Durante décadas, el cine y la literatura de ciencia ficción nos han transportado de un mundo a otro mediante naves capaces de alcanzar la velocidad de la luz, y ahora que tenemos un planeta a la vuelta de la esquina muchos han empezado a hacer cálculos de cómo podrían llegar hasta allí.

La nave más rápida que jamás ha construido la humanidad se llama Voyager 1. Despegó hace casi 40 años y en estos momentos está alejándose del Sistema Solar a la increíble velocidad de 17 km/s, o lo que es lo mismo: algo más de 60.000 km/h.

El problema es que aunque pudiésemos subirnos ahora mismo en la Voyager tardaríamos más de 70.000 años en llegar a nuestro destino en Proxima b… Necesitamos viajar mucho más rápido, y es aquí donde llegan realmente los problemas.

La USS Enterprise de Star Treck se desplaza a velocidad WARP

La idea de viajar a velocidades cercanas a la luz no es sólo el sueño de un puñado de apasionados de la ciencia ficción, es un problema científico al que tarde o temprano tendremos que enfrentarnos si queremos explorar el espacio.

En abril de este mismo año un grupo de multimillonarios, como el ruso Yuri Milner o el creador de Facebook Mark Zuckerberg, con la asistencia científica de Stephen Hawking, presentaron Breakthrough Starshot, un proyecto de investigación que plantea la posibilidad de que pequeñas sondas alcancen un 20% de la velocidad de la luz, propulsadas por velas láser.

El proyecto aún está en pañales y lo más probable es que al final tan sólo quede en unos cuantos cálculos, vídeos e infografías curiosas que necesitarían una inversión tremenda en la realidad. Pero al menos nos ofrece un lapso de tiempo asumible para alcanzar nuestro objetivo: viajando a ese deseado 20% de la velocidad de la luz llegaríamos a Proxima b en algo más de 20 años.

Pulverizados al instante

El primer estudio de esta iniciativa Starshot se ha publicado hace tan solo unos días y sus resultados, por decirlo suavemente, son poco alentadores. El artículo científico lleva por título Interacción de naves relativistas con el medio interestelar y sus conclusiones son claras: el impacto de las partículas de polvo y gas diseminadas por el espacio pulverizarían el fuselaje de una nave que viaje al 20% de la velocidad de la luz.

Les pondremos un ejemplo muy reciente para ilustrar el problema. El pasado 23 de agosto una partícula milimétrica impactó contra los paneles solares del satélite Copernicus Sentinel 1A, dejando una abolladura de más de 40 centímetros de diámetro. "Si disparas una pistola convencional, la bala se desplaza a unos 300 metros por segundo", explica el físico Quirantes a EL ESPAÑOL, "ahora imagina el daño que pueden hacer millones de partículas a una velocidad de 60.000 kilómetros por segundo… desastre total antes siquiera de empezar".

Daños en el satélite Sentinel el pasado 23 de agosto

Sergio L. Palacios, profesor titular de física aplicada en la Universidad de Oviedo, saca papel y lápiz y hace unos sencillos cálculos: "El impacto de un micrometeorito de tan solo 5 gramos, a una velocidad del 50% de la velocidad de la luz, generaría una energía similar a liberada por la bomba de Hiroshima, poca broma".

Viajar en el espacio perjudica seriamente su salud

Un diminuto átomo de hidrogeno que te encuentres por el camino viajando a esas velocidades puede poner en serio riesgo la integridad de tu nave. " Y no sólo el polvo y el gas estelar", añade Palacios, "los propios fotones de luz representan un grave obstáculo: cuando algo se acerca hacia ti a gran velocidad, lo que ves es una frecuencia diferente (lo vemos en los célebres ejemplos de las sirenas de las ambulancias, los trenes)... Aquí ocurre lo mismo pero con la luz. Los propios fotones que te encuentres por el espacio, al estar muy desplazados por el efecto Doppler, los vas a percibir en la nave espacial como radiación gamma, algo que freiría instantáneamente a los ocupantes".

Como estamos comprobando, concluye el físico y divulgador asturiano, el viaje interestelar relativista necesita de muchos tipos de escudos y muy resistentes para llegar a salvo al destino.

El astronauta Frank de Winne ejercitando los músculos para evitar la atrofia en la ISS

Otro grave desafío al que debemos enfrentarnos si queremos realizar viajes interestelares en un futuro es la ingravidez prolongada, recordemos que en el espacio, y salvo que estés acelerando continuamente (algo que no será posible a estas velocidades), los ocupantes no van a tener gravedad durante meses, años o décadas, señala el experto.

Existen docenas de estudios científicos, realizados con astronautas en la ISS, que relacionan la ausencia de gravedad con numerosas enfermedades y efectos negativos en el cuerpo humano: atrofia muscular, complicaciones cardiovasculares, problemas circulatorios, disminución de visión… "Por perder, se pierde hasta el sentido del gusto y del olfato", señala Palacios, "las comidas de los tripulantes de la estación espacial internacional están muy condimentadas y saladas para que los astronautas puedan saborear algo en condiciones".

Desconocemos los verdaderos efectos que un viaje prolongado en el tiempo puede acarrear al cuerpo humano y todo ello sin entrar aún en los problemas psicológicos…

Proyecto Biosfera 2

La imagen superior corresponde a las instalaciones del Proyecto Biosfera 2 que representan, aún hoy, el mayor ecosistema artificial jamás construido por el hombre. Se levantó en Arizona y contaba con su propio mar de unos 850 m², una extensa selva de 1900 m², un arrecife de coral, un manglar, un pequeño desierto y por supuesto edificaciones futuristas para el alojamiento humano. Tuvo un coste superior a los 200 millones de dólares y entre sus múltiples objetivos se encontraba el estudio del comportamiento humano en biosferas cerradas para una futura colonización espacial.

La idea era simple: reclutar a un grupo de personas y estudiar sus relaciones en un hábitat cerrado durante estancias prolongadas. Tan solo se realizaron dos intentos puesto que la segunda misión, que tenía una duración prevista de diez meses, tuvo que interrumpirse debido a las fuertes disputas y enfrentamientos entre los miembros participantes que llegaron incluso a sabotear deliberadamente el proyecto.

"Si eso ocurre en un entorno controlado, donde puedes abrir la puerta y marcharte en cualquier momento", señala Arturo Quirantes, "imagínate lo que podría suceder en una pequeña nave, perdida en la inmensidad del espacio durante varias décadas sin posibilidad de salir a ninguna parte". Las relaciones humanas son complejas e impredecibles, mucho más en un ambiente aislado y hostil como es el espacio.

Además las telecomunicaciones con Tierra serían prácticamente nulas. "Piensa que si tienes cualquier problema no cuentas con ninguna ayuda externa. Ni los exploradores más aislados en la Antártida de principios de siglo estaban tan aislados". Una misión entre estrellas necesitará médicos para solventar cualquier urgencia, ingenieros que sepan arreglar la nave, toda una tripulación autosuficiente que no necesite preguntar nada a nadie… "¿Para qué vas a preguntar?", remarca Sergio Palacios, "Si te encuentras en la estrella más cercana, tu mensaje llegará a la Tierra en cuatro años y harán falta otros cuatro para que recibas la respuesta. Espero que no sea muy urgente porque, como mínimo, cualquier comunicación tardará ocho años".

Einstein, pórtate bien con nosotros

Otro de los serios adversarios al que se enfrentan los viajeros estelares en las películas son los efectos propios de la Relatividad. Películas como El Planeta de los Simios o la más reciente Interstellar nos recuerdan que desplazarse a velocidades cercanas a la de la luz trae consigo desfases temporales importantes.

Imagen de la película Interestellar.

Por explicarlo de manera sencilla: conforme te aproximas a la velocidad de la luz el tiempo transcurre de manera diferente en relación con aquellos que dejaste atrás en la Tierra. "Unos minutos para un viajero relativista podrían ser décadas aquí, por lo que a tu regreso podrían haber pasado millones de años y encontrarte que los simios han colonizado el planeta". 

Pero ¿cómo nos afectaría temporalmente viajar a un 20% de la velocidad de la luz? Sergio Palacios vuelve a sacar su libreta de notas y con unos rápidos cálculos explica: "El factor de desfase temporal para una velocidad del 20% de la de la luz es 0.979796, lo que significa que si la nave parte de la Tierra y viaja hasta un Planeta X que esté a 10 años luz, esa nave tardará 50 años terrestres en llegar, pero para los viajeros tan solo habrán transcurrido 48.99… En resumen, tan solo habría un año de diferencia. En este caso, Einstein se ha portado bien con nosotros, las diferencias temporales grandes empiezan cuando te acercas mucho a la velocidad de la luz". Al menos una buena noticia. En relación con los que se quedan en la Tierra, viajar ida y vuelta a Proxima b, nos rejuvenecería un año siempre y cuando no nos pulverice nada en el camino.