Paul M. Sutter es un astrofísico en SUNY Stony Brook y el Flatiron Institute, anfitrión de Pregúntale a un astronauta y Radio espacial, y autor de Cómo morir en el espacio. Contribuyó con este artículo a Space.com Voces de expertos: opiniones e ideas.
Los «EmDrive«afirma hacer posible lo imposible: un método para empujar naves espaciales sin la necesidad de … bueno, empujar. Sin propulsión. Sin escape. Simplemente conéctelo, enciéndalo y podrá navegar hacia el destino de sus sueños.
Pero el EmDrive no solo viola nuestra comprensión fundamental del universo; los experimentos que pretenden medir un efecto no se han replicado. Cuando se trata de EmDrive, sigue soñando.
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Microondas del futuro
Tiene varios nombres: EmDrive, Q-Drive, RF Resonant Cavity, Impossible Drive, pero todas las encarnaciones del dispositivo afirman hacer lo mismo: hacer rebotar algo de radiación dentro de una cámara cerrada y listo. puedes conseguir propulsión.
Esto es muy importante, porque todas las formas de cohetería (y, de hecho, todas las formas de movimiento en todo el universo) requieren la conservación del momento. Para ponerse en movimiento, debe empujar algo. Sus pies se levantan del suelo, los aviones se levantan solos del aire y los cohetes empujan partes de ellos mismos (por ejemplo, un gas de escape) hacia afuera para hacerlos avanzar.
Pero el EmDrive no lo hace. Es solo una caja con microondas dentro, rebotando. Y supuestamente es capaz de moverse solo.
Las explicaciones de cómo podría funcionar EmDrive traspasan los límites de la física conocida. Quizás está interactuando de alguna manera con el energía cuántica de vacío del espacio-tiempo (a pesar de que la energía cuántica del vacío del espacio-tiempo no permite que nada salga de él). Quizás nuestra comprensión del impulso esté rota (aunque no hay otros ejemplos en toda nuestra historia de experimentos). Quizás sea una física completamente nueva, anunciada por los experimentos de EmDrive.
No juegues con el impulso
Hablemos de la parte del impulso. La conservación del impulso es bastante sencilla: en un sistema cerrado, puedes sumar los momentos de todos los objetos de ese sistema. Luego interactúan. Luego, vuelve a sumar los momentos de todos los objetos. El impulso total al principio debe ser igual al impulso total al final: se conserva el impulso.
La idea de la conservación del impulso ha estado con nosotros durante siglos (incluso está implícita en la famosa segunda ley de Newton), pero a principios del siglo XX ganó un nuevo estatus. La brillante matemática Emmy Noether demostró que la conservación del impulso (junto con otras leyes de conservación, como la conservación de la energía) son un reflejo del hecho de que nuestro universo tiene ciertas simetrías.
Por ejemplo, puede elegir una ubicación adecuada para realizar un experimento de física. Luego puede tomar su experimento de física, transportarlo a cualquier parte del universo y repetirlo. Siempre que tenga en cuenta las diferencias ambientales (por ejemplo, diferentes presiones de aire o campos gravitacionales), sus resultados serán idénticos.
Esta es una simetría de la naturaleza: a la física no le importa dónde tienen lugar los experimentos. Noether se dio cuenta de que esta simetría del espacio conduce directamente a la conservación del impulso. No puedes tener uno sin el otro.
Entonces, si el EmDrive demuestra una violación de la conservación del impulso (lo que dice hacer), entonces esta simetría fundamental de la naturaleza debe romperse.
Pero casi todas las teorías físicas, desde Leyes de Newton para la teoría cuántica de campos, expresa la simetría espacial (y la conservación del momento) en sus ecuaciones básicas. De hecho, la mayoría de las teorías de la física modernas son simplemente complicadas repeticiones de la conservación del impulso. Encontrar una ruptura en esta simetría no sería solo una extensión de la física conocida, sino que cambiaría por completo siglos de comprensión de cómo funciona el universo.
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La realidad del experimento
Ciertamente, eso no es imposible (ya se han producido revoluciones científicas antes), pero se necesitará mucha convicción para que eso suceda.
Y los experimentos hasta ahora no han sido tan satisfactorios.
Desde la introducción del concepto EmDrive en 2001, cada cierto tiempo un grupo afirma haber medido una fuerza neta procedente de su dispositivo. Pero estos investigadores están midiendo un efecto increíblemente pequeño: una fuerza tan pequeña que ni siquiera podría mover un trozo de papel. Esto conduce a una incertidumbre estadística significativa y a un error de medición.
De hecho, de todos los resultados publicados, ninguno ha producido una medición más allá de «apenas calificar para publicación», y mucho menos algo significativo.
Aún así, otros grupos han desarrollado sus propios EmDrives, intentando replicar los resultados, como deberían hacerlo los buenos científicos. Esos intentos de replicación fallan en medir nada en absoluto, o encontraron alguna variable confusa que puede explicar fácilmente los magros resultados medidos, como el interacción del cableado en el dispositivo con el campo magnético de la Tierra.
Así que eso es lo que tenemos, casi 20 años después de la propuesta inicial de EmDrive: un montón de experimentos que realmente no se han cumplido y sin explicación (además de «sigamos adelante y rompamos toda la física, violando todos los demás experimentos de los últimos 100 años «) de cómo podrían funcionar.
¿Una revolución revolucionaria que desafía la física en los viajes espaciales o una quimera? Está bastante claro de qué lado está la naturaleza.
Obtenga más información escuchando el episodio «¿Podría funcionar realmente el» EmDrive «? en el podcast Ask A Spaceman, disponible en iTunes y en la Web en http://www.askaspaceman.com. Gracias a Mitchell L. por las preguntas que llevaron a este artículo! Haga su propia pregunta en Twitter usando #AskASpaceman o siguiendo a Paul @PaulMattSutter y facebook.com/PaulMattSutter.
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