En primer lugar, disipemos la idea errónea de que la velocidad de la luz es una pared de ladrillos. No lo es. Se considera más apropiadamente como una manifestación de las limitaciones a la medición a alta velocidad. Por ejemplo, sería imposible ver una nave espacial moviéndose más rápido que la velocidad de la luz llegando a un planeta distante antes de que la luz haya tenido tiempo de recorrer la distancia intermedia hasta el observador. En particular, nunca podría observar a alguien alcanzar una estrella lejana en un tiempo inferior al requerido para que la luz viaje de regreso a usted, por lo que siempre le parecerá que la nave espacial ha viajado a menos de la velocidad de la luz (que es la velocidad a la que se transmite la información). Sin embargo, para la persona en la nave espacial, la Relatividad Especial establece que el tiempo se ralentiza y el espacio se contrae, por lo que la distancia intermedia se acorta. En teoría, podría colapsar la distancia intermedia hasta un paseo hasta la tienda de la esquina utilizando el principio de Relatividad Especial. Por lo tanto, no existe un “muro de ladrillos” como tal.
En general, ambas teorías de la Mecánica Cuántica y la Relatividad Especial pertenecen a la descripción de cómo observamos las cosas en los límites extremos de cómo podemos hacer mediciones.
Entonces, dejando a un lado la relatividad especial, ya que no es realmente un límite, podemos considerar los desafíos reales para la exploración interestelar.
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No es necesario ir más allá de las leyes de Newton para comprender realmente los desafíos del viaje interestelar. La conservación del momento describe el principio del impulso de reacción que gobierna toda propulsión. La ecuación del cohete encapsula muy bien esta ley y proporciona una estimación de la velocidad final en función de la fracción de masa del propulsor y la velocidad del escape. La velocidad del escape es la más problemática, ya que la mayoría de las unidades de reacción expulsan la masa, que generalmente se mueve mucho más lentamente que la velocidad de la luz. Esto encapsula todas las unidades actuales y futuras que usan masa en el escape.
Aún más simple, la conservación de la energía pone un límite superior a la velocidad a la que puede ir una nave espacial en función de la energía almacenada en el combustible. Para acercarse a la velocidad de la luz se requeriría una fuente de energía con una capacidad que se acerque rápidamente a la de toda la producción de electricidad civilizada durante un año. Si incluimos la eficiencia del motor del cohete, esto rápidamente se sale de control. Este es el problema de la energía, que es independiente del tipo de motor de cohete, incluido un avanzado motor de fotones que, en teoría, puede llevar una nave espacial cerca de la velocidad de la luz.
Como el viaje a alta velocidad sufre rápidamente el problema de la energía, uno podría considerar una velocidad más tranquila que tomaría muchas décadas o siglos para llegar a las estrellas más cercanas. Aquí tenemos el problema del tiempo. El problema del tiempo significa que cualquier nave espacial necesitaría ser extremadamente robusta y probablemente auto reparable para poder tener alguna posibilidad de llegar a un destino distante. Dicha tecnología robusta de reparación automática está actualmente fuera de nuestro alcance. Dado que esta tecnología aún implicaría tiempos de viaje mucho más allá de la vida humana, es dudoso que alguna vez se contemple seriamente.
Las soluciones exóticas a los viajes espaciales, como las unidades de urdimbre y los agujeros de gusano, deben tomarse más como especulación que como un hecho teórico. Esto se debe a que se lograron utilizando las ecuaciones de la relatividad general de Einstein a la inversa. El problema con este enfoque es que pueden no ser soluciones físicas reales, porque violan ciertas restricciones de energía. Esto se debe a que nuestra realidad es la distribución observable de masa y energía, que podemos usar para describir una curvatura espacio-temporal. Sin embargo, estas soluciones exóticas comienzan con la postulación de una curvatura específica del espacio-tiempo y, en particular, suponen que es posible una curvatura negativa, lo que requiere un término de energía negativa. Simplemente no hemos observado tales curvaturas exóticas del espacio-tiempo y, por lo tanto, no tenemos evidencia para sospechar que sea posible. La única pista es que observamos un universo acelerado, que se atribuye a la energía oscura (lo que significa que no sabemos qué es esto o su origen).
Si uno decide creer que la energía oscura es la clave de la energía negativa y, en última instancia, para realizar sistemas de propulsión exóticos, entonces también debe considerar la paradoja de Fermi: si hay una solución para el viaje interestelar simple y rápido, ¿dónde están todos los extraterrestres?
