El plan de Cosimo Bambi, investigador de la Universidad de Fudan, en China, requerirá hallar un agujero negro cercano, a menos de 50 años luz, y crear nanonaves de pocos gramos de peso impulsadas por un láser, como las que propuso hace una década Stephen Hawking Leer El plan de Cosimo Bambi, investigador de la Universidad de Fudan, en China, requerirá hallar un agujero negro cercano, a menos de 50 años luz, y crear nanonaves de pocos gramos de peso impulsadas por un láser, como las que propuso hace una década Stephen Hawking Leer
Al cosmólogo italiano Cosimo Bambi (Florencia, 1980) no le gusta la palabra ‘imposible’. A lo largo de la historia, argumenta, se han logrado hitos científicos que tiempo atrás no se veían viables, como la detección de las ondas gravitacionales: «Se consideraba que eran demasiado débiles, pero se consiguió cien años después. También se pensaba que nunca observaríamos la sombra de un agujero negro, y ahora tenemos imágenes de dos», sostiene este científico, que desde hace 12 años investiga en la Universidad de Fudan, en China.
Ahora, él se muestra convencido de que dentro de pocas décadas la humanidad podría hacer realidad, si se lo propone, una misión científica que actualmente es pura ciencia ficción: explorar un agujero negro. «La tecnología no existe todavía, pero podría existir dentro de 20 o 30 años», defiende.
Como expone este jueves en un artículo publicado en la revista iScience, su propuesta consiste en diseñar una misión interestelar dirigida a un agujero negro cercano. Por supuesto, sería imposible hacerlo con una nave convencional propulsada por combustibles químicos, demasiado pesada y lenta. Pero una posible alternativa sería diseñar un tipo de sonda que aún no existe: nanonaves extremadamente pequeñas y ligeras -tan sólo pesarían unos gramos-, y que consistirán en un microchip y una vela fotónica que sería propulsada por láseres instalados en la Tierra. Esos láseres bombardearían la vela con fotones, acelerando la nave a casi un tercio de la velocidad de la luz.
Según los cálculos del cosmólogo, a esas velocidades la micronave tardaría alrededor de 70 años en alcanzar un agujero negro que estuviera a 20 o 25 años luz de distancia. Los datos recopilados tardarían otras dos décadas en regresar a la Tierra -la sonda no regresa, solo manda los datos-. Por tanto, la duración total de la misión sería de 80 o 100 años.
Se trata del mismo concepto que Stephen Hawking y propuso en 2016 para la misión Breakthrough Starshot, concebida para llegar a explorar el sistema de Alfa Centauri a través de de un ejército de micronaves del tamaño de un chip y comprobar si hay indicios de vida en los exoplanetas más cercanos a la Tierra. «Serían el mismo tipo de sondas. De hecho, actualmente hay una comunidad relativamente grande trabajando en el desarrollo de estas nanonaves que desde mi punto de vista, son el tipo de sonda más prometedor para futuras misiones fuera del Sistema Solar», señala a este diario a través de un correo electrónico.
El científico destaca que ya hay diversos grupos científicos trabajando en el desarrollo de esa clase de nanosondas, aunque ni él ni su universidad están involucrados en ninguno de ellos. Como ejemplo, menciona el Proyecto Starlight (de la Universidad de California en Santa Bárbara), la Sonda Interstellar (de la Universidad Johns Hopkins y de la NASA), el proyecto Dragonfly (I4IS), Sundiver (de la NASA y otros centros) y el Gossamer Roadmap (ESA).
Si tuviera éxito, defiende, esta misión de un siglo de duración podría traer a la Tierra datos de agujeros negros cercanos que cambiarían por completo nuestra comprensión de la Relatividad general y las reglas de la física.
Lograrlo no será fácil. La misión interestelar tendrá que hacer frente a dos retos fundamentales. Lo primero será encontrar un agujero negro lo suficientemente cercano como para ser explorado, y después desarrollar sondas diminutas capaces de resistir ese viaje.
Para que se pudiera considerar una misión de una nave a un agujero negro este tendría que estar a 20 o 25 años luz de la Tierra. Los agujeros negros más cercanos conocidos hasta la fecha de hoy están muchísimo más lejos, Gaia BH1 se encuentra a nada menos que 1.560 años luz de la Tierra y en 2020 se anunció la detección de un agujero negro a mil años luz, en un sistema llamado HR 6819.
El conocimiento previo sobre la evolución de las estrellas, sostiene Bambi, sugiere que podría haber un agujero negro acechando a tan solo 20 o 25 años luz de la Tierra, pero admite que encontrarlo no será sencillo. Dado que los agujeros negros no emiten ni reflejan luz, son prácticamente invisibles para los telescopios, los científicos los detectan y estudian basándose en cómo influyen en las estrellas cercanas o distorsionan la luz.
Sin embargo, la esperanza de este cosmólogo son los nuevos métodos que se están desarrollando para detectarlos. Teniendo esto en cuenta, considera razonable que dentro de una década aproximadamente se encuentre un agujero negro a esa distancia o ligeramente superior.
«A medida que aumenta la distancia, también aumentan los desafíos tecnológicos, pero mientras el agujero negro se encuentre a 40-50 años luz de distancia, la misión aún puede llevarse a cabo. Si estuviera a más de 50 años luz, el viaje seguiría siendo demasiado largo, incluso si se pudieran construir sondas a velocidades muy cercanas a la de la luz», argumenta.
Una vez localizado el objetivo, habría que construir y mandar las diminutas naves, y conseguir que pudieran resistir ese viaje. ¿Cómo se las apañaría para sobrevivir en un entorno tan extremo?, le preguntamos. «El hecho de que el campo gravitacional alrededor de un agujero negro sea muy intenso no supone un problema. Lo que podría destruir la sonda son los llamados efectos de marea, lo que significa que diferentes partes de la sonda podrían sentir diferentes campos gravitacionales. Esto podría destruir la propia sonda pero si las sondas son pequeñas, esto no ocurre», explica.
«Para enviar datos desde las proximidades del agujero negro a la Tierra, se necesita una especie de antena, y esta debe ser relativamente grande. La idea es tener una especie de nave nodriza que se mantenga a cierta distancia del agujero negro, seguida de mininaves espaciales que puedan acercarse más al agujero negro. Estas comunicarían sus datos a la nave nodriza, y esta (con la antena) podría entonces enviar los datos de vuelta a la Tierra», propone.
Si él se ha decantado por este campo para su investigación es porque considera que «los agujeros negros son los mejores laboratorios para probar la Teoría de la Relatividad de Einstein en condiciones extremas». Si una nave se pudiese acercar al agujero negro los investigadores podrían realizar experimentos para responder algunas de las preguntas más urgentes de la física. ¿Tiene un agujero negro realmente un horizonte de sucesos? ¿Cambian las leyes de la física cerca de un agujero negro? ¿Se cumple la teoría de la relatividad general de Einstein en las condiciones más extremas del universo?
Según Bambi, si se pudieran enviar nanonaves a un agujero negro y «se pudiera medir las desviaciones de las predicciones de la relatividad general, sería claramente una revolución para la física moderna. La relatividad general no es solo la teoría de las interacciones gravitacionales, sino también la teoría de la estructura del espacio-tiempo. Las teorías más allá de la relatividad general pueden responder a preguntas fundamentales y filosóficas como qué es el tiempo, dónde se originó el Universo y por qué lo vemos como es hoy», argumenta.
Aunque el artículo se publica este jueves, ya ha compartido sus ideas con otros colegas que, según asegura, han acogido «positivamente» su propuesta. «Nadie puede afirmar si esta idea puede dar resultados concretos, pero sin duda vale la pena considerarla. El primer paso es encontrar un agujero negro no muy lejos, y eso es tarea de los astrofísicos. Si encontramos uno, su descubrimiento ayudaría automáticamente a dar a conocer el proyecto a una comunidad más amplia», afirma.
El científico subraya que «es extremadamente difícil hacer pronósticos a largo plazo sobre el progreso tecnológico, ya que los descubrimientos pueden revolucionar literalmente un sector determinado. Lo que ahora se considera imposible podría volverse posible en pocos años».
El investigador italiano se mudó hace 13 años a China, un país que según señala, está invirtiendo mucho en educación e investigación: «Cuando me vine a la Universidad de Fudan yo era relativamente joven, y la oferta que me hicieron era muy buena, con condiciones que no habrá podido tener en Europa o en Norteamérica», asegura.
En concreto, destaca la ambición del programa espacial chino: «Tiene misiones muy interesantes. Los progresos que han hecho en los últimos 10 o 15 años son muy notables, pero también el sistema chino tiene sus propios problemas que deben resolver si quieren seguir haciendo progresos».
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