Asombroso artículo aparecido en POPULAR MECHANICS el pasado 23 de febrero, en el que se nos relata la lucha de una física y su equipo por hacer posible lo imposible, domar la gravedad.
Domando la Gravedad
23 Febrero 2005
Por Jim Wilson
Foto por Philip Gentry
Desde que conquistamos la electricidad en el siglo XIX, la idea de manipular la gravedad mediante la alteración de un campo electromagnético ha sido objeto de múltiples experimentos fascinantes, y de explosiones ocasionales de una exuberancia irracional. Los físicos insisten en que debido a que la gravedad es una fuerza básica de la naturaleza, construir una máquina de antigravedad es teóricamente imposible. Pero recientemente, y no sin ciertas reticencias, han comenzado a contemplar otra posibilidad. Varios físicos altamente respetados opinan que sería posible construir una máquina de campos de fuerza que funcionase sobre toda la materia de un modo similar a la gravedad. Estrictamente hablando, no sería una máquina de antigravedad, pero al ejercer una fuerza atractiva o repulsiva sobre toda la materia, podría ser el equivalente funcional a la máquina imposible.
A pesar de que al menos quedan cinco años hasta que se consiga un dispositivo operativo, los desarrolladores de lo que podría llamarse indirectamente “máquina generadora de campos de fuerza” comentan que ya han eliminado los obstáculos teóricos más importantes. Para demostrar esta afirmación, han invitado a POPULAR MECHANICS a visitarles a su laboratorio en Huntsville (Alabama) y así poder mostrarnos los componentes más importantes del prototipo que demuestra la viabilidad del concepto. Se trata de un disco superconductor a altas temperaturas (por sus siglas en inglés HTSD) de 12 pulgadas de diámetro (30,5 cms). Cuando la máquina generadora de campos de fuerza se termine, una bola del juego de bolos situada por encima de cualquier porción de este disco (que recuerda al disco de un embrague) se quedará exactamente donde la dejemos.
Todos sabemos que la gravedad es el pegamento que nos mantiene unidos al suelo, y que hace que los planetas giren en sus órbitas. Funciona sobre cada molécula y átomo de nuestro cuerpo. Los físicos definen a la gravedad como a la fuerza atractiva entre dos masas. También dicen que es la más débil, y la más dominante de las cuatro fuerzas básicas de la naturaleza. Las otras son la fuerza fuerte y la fuerza débil (que operan en el interior de los núcleos atómicos) y la cuarta es la fuerza electromagnética que explica el funcionamiento de todo, desde los imanes de las neveras a las bombillas luminosas, pasando por las telecomunicaciones y la química.
Los dispositivos que usan electromagnetismo para desafiar la gravedad han tenido una historia plagada de altibajos. En 1911 Edward S. Farrow, ingeniero neoyorquino, escenificó varias demostraciones en público de un dispositivo reductor de peso que el llamó dinamo de condensación. Con toda probabilidad se trataba simplemente de un electroimán, una versión reducida de los potentes imanes empleados para elevar coches en las prensas de aplastado de chatarra. A comienzos del 2002, BAE Systems, una gran empresa aeroespacial británica, anunció que había iniciado la búsqueda de la gravedad con una iniciativa llamada Proyecto Greenglow. El grueso de la comunidad científica, arrojó inmediatamente sus críticas sobre el contratista de tal iniciativa, afirmando que eso era perder dinero en una mala idea.
La conexión Einstein
Las perspectivas para el HTSD de Alabama están llamando la atención seriamente, debido a que este disco en particular ha sido fabricado por Ning Li, una de las científicas más respetadas del mundo. En la década de 1980, Li predijo que si un campo magnético variable en función del tiempo, se aplicase sobre iones superconductores atrapados en una estructura en forma de enrejado, los iones comenzarían a girar rápidamente, provocando que cada uno crease un minúsculo campo gravitatorio.
Para entender el nivel crítico de importancia que un HTSD tiene en la construcción de un dispositivo generador de campos de fuerza, es útil saber algo acerca de un inusual estado de la materia llamado condensado Bose-Einstein. En nuestra vida diaria nos encontramos tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso. En el laboratorio es posible crear otro estado de la materia en el cual todos los átomos se alinean de cierta manera que les permite comportarse como un solo átomo. Este nuevo estado de la materia recibe este nombre en honor a Albert Einstein y al físico indio Nath Bose, que había predicho su existencia hace varias décadas.
En un HTSD, el diminuto efecto gravitatorio de cada átomo individual se multiplica por los miles de millones de átomos que conforman el disco. Usando aproximadamente un kilovatio de electricidad, comenta Li, su dispositivo podría producir un potencial campo de fuerza que neutralizaría efectivamente la gravedad sobre una región de 1 pie de diámetro (30,5 cms) y que se extendería desde la superficie del planeta hasta el espacio exterior.
Gravedad AC (corriente alterna)
“Lo primero que hay que entender acerca del dispositivo de Li es que ni es una máquina antigravedad ni un escudo gravitatorio”, comenta Jonathan Campbell, científico del Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA, y colaborador de Li. “No modifica la gravedad sino que produce un campo similar a la gravedad que puede ser atractivo o repulsivo”. Li describe su dispositivo como un método para generar un campo de fuerza, jamás visto con anterioridad, que actúa sobre la materia en un modo similar al de la gravedad. Ya que puede ser repulsiva o atractiva, ella la llama “gravedad AC”. “Se suma, o contrarresta, o redirige la gravedad”, explica Larry Smalley, anterior jefe del departamento de físicas de la Universidad de Alabama en Huntsville (UAH). “Básicamente, estás añadiendo un par de vectores a la gravedad para anularla, o para realzarla”.
Aunque Einstein no la llamó gravedad AC, su teoría de la relatividad predijo este efecto. Todos los objetos producen energía gravito-magnética, la cantidad de fuerza es proporcional a su masa y aceleración. Li comenta que la principal razón por la que esta energía jamás ha sido detectada es porque la Tierra gira muy despacio y la fuerza de los campos decrece rápidamente a medida que te alejas del centro del planeta. Las primeras mediciones se espera que llegarán a la NASA de la mano del experimento de la sonda Gravity Probe B, que fue lanzada en abril del 2004.
Comenzando con la ley más básica de la física (fuerza = masa x aceleración) Li razonó que sería posible efectuar el mismo experimento aquí en la Tierra , usando iones encerrados en una estructura en forma de enrejado en el interior de un superconductor. Cuando un ión rota alrededor de un campo magnético, su masa se va de paseo. Esto, de acuerdo a lo predicho por Einstein, debería producir un campo gravito-magnético.
Al contrario que el planeta, los iones tienen una masa minúscula. Pero así mismo, al contrario que la Tierra, sus pequeños núcleos giran a más de mil billones de veces por segundo, en comparación con el ciclo de rotación de un día de la Tierra. Li calculó que este movimiento compensaría la pequeña masa de los iones.
Li explica que a medida que los iones giran también crean un campo gravito-eléctrico perpendicular a sus ejes de rotación. En la naturaleza, este campo no es observable porque los iones están ordenados aleatoriamente, y por ello sus pequeños campos gravito-eléctricos se anulan entre si. En un condensado Bose-Einstein, donde todos los iones se comportan como uno solo, ocurre algo muy diferente.
Li dice que si los iones en un HTSD son alineados mediante un campo magnético, los campos gravito-eléctricos deberían ser mesurables. Construye un disco grande y el campo de fuerza sobre él debería ser controlable. “Es una fuerza similar a la gravedad, puedes enfocarla en cualquier dirección”, comenta Campell. “Podría usarse en el espacio para proteger la estación espacial internacional contra los impactos de pequeños meteoritos y basura espacial”.
Del concepto a la máquina
A pesar de que la teoría de Li ha pasado a través del proceso de control de calidad que los científicos llaman revisión por pares, y que un HTSD ha sido construido, existen problemas técnicos de vital importancia cuya solución aún se desconoce. Este verano, Li abandona la UAH. Ella y varios de sus colegas luchan por su cuenta para comercializar dispositivos basados en su teoría y en su técnica de fabricación de HTSDs patentada.
El siguiente paso para Li es conseguir los millones de dólares que necesita para construir el motor de inducción que haga girar todos los iones del HTSD. “Tardaremos al menos dos años en hacer una simulación de la máquina por computadora”, comenta Smalley, que planea unirse a Li en su empresa (aún sin nombre) cuando esta se retire de la UAH. “Queremos evitar la situación que ocurrió con la fusión, donde se construyeron reactores extremadamente caros, para comprobar tras su activación que no funcionaban según lo planeado debido a inestabilidades del plasma no previstas”. Li explica que ha declinado varias ofertas de financiación. No tanto por el dinero como por el control. “Los inversores desean controlar la tecnología”, añade Li. “Esto es demasiado importante. Debería pertenecer a todo el pueblo de los EE.UU.”.
Domando la Gravedad
23 Febrero 2005
Por Jim Wilson
Foto por Philip Gentry
Desde que conquistamos la electricidad en el siglo XIX, la idea de manipular la gravedad mediante la alteración de un campo electromagnético ha sido objeto de múltiples experimentos fascinantes, y de explosiones ocasionales de una exuberancia irracional. Los físicos insisten en que debido a que la gravedad es una fuerza básica de la naturaleza, construir una máquina de antigravedad es teóricamente imposible. Pero recientemente, y no sin ciertas reticencias, han comenzado a contemplar otra posibilidad. Varios físicos altamente respetados opinan que sería posible construir una máquina de campos de fuerza que funcionase sobre toda la materia de un modo similar a la gravedad. Estrictamente hablando, no sería una máquina de antigravedad, pero al ejercer una fuerza atractiva o repulsiva sobre toda la materia, podría ser el equivalente funcional a la máquina imposible.
A pesar de que al menos quedan cinco años hasta que se consiga un dispositivo operativo, los desarrolladores de lo que podría llamarse indirectamente “máquina generadora de campos de fuerza” comentan que ya han eliminado los obstáculos teóricos más importantes. Para demostrar esta afirmación, han invitado a POPULAR MECHANICS a visitarles a su laboratorio en Huntsville (Alabama) y así poder mostrarnos los componentes más importantes del prototipo que demuestra la viabilidad del concepto. Se trata de un disco superconductor a altas temperaturas (por sus siglas en inglés HTSD) de 12 pulgadas de diámetro (30,5 cms). Cuando la máquina generadora de campos de fuerza se termine, una bola del juego de bolos situada por encima de cualquier porción de este disco (que recuerda al disco de un embrague) se quedará exactamente donde la dejemos.
Todos sabemos que la gravedad es el pegamento que nos mantiene unidos al suelo, y que hace que los planetas giren en sus órbitas. Funciona sobre cada molécula y átomo de nuestro cuerpo. Los físicos definen a la gravedad como a la fuerza atractiva entre dos masas. También dicen que es la más débil, y la más dominante de las cuatro fuerzas básicas de la naturaleza. Las otras son la fuerza fuerte y la fuerza débil (que operan en el interior de los núcleos atómicos) y la cuarta es la fuerza electromagnética que explica el funcionamiento de todo, desde los imanes de las neveras a las bombillas luminosas, pasando por las telecomunicaciones y la química.
Los dispositivos que usan electromagnetismo para desafiar la gravedad han tenido una historia plagada de altibajos. En 1911 Edward S. Farrow, ingeniero neoyorquino, escenificó varias demostraciones en público de un dispositivo reductor de peso que el llamó dinamo de condensación. Con toda probabilidad se trataba simplemente de un electroimán, una versión reducida de los potentes imanes empleados para elevar coches en las prensas de aplastado de chatarra. A comienzos del 2002, BAE Systems, una gran empresa aeroespacial británica, anunció que había iniciado la búsqueda de la gravedad con una iniciativa llamada Proyecto Greenglow. El grueso de la comunidad científica, arrojó inmediatamente sus críticas sobre el contratista de tal iniciativa, afirmando que eso era perder dinero en una mala idea.
La conexión Einstein
Las perspectivas para el HTSD de Alabama están llamando la atención seriamente, debido a que este disco en particular ha sido fabricado por Ning Li, una de las científicas más respetadas del mundo. En la década de 1980, Li predijo que si un campo magnético variable en función del tiempo, se aplicase sobre iones superconductores atrapados en una estructura en forma de enrejado, los iones comenzarían a girar rápidamente, provocando que cada uno crease un minúsculo campo gravitatorio.
Para entender el nivel crítico de importancia que un HTSD tiene en la construcción de un dispositivo generador de campos de fuerza, es útil saber algo acerca de un inusual estado de la materia llamado condensado Bose-Einstein. En nuestra vida diaria nos encontramos tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso. En el laboratorio es posible crear otro estado de la materia en el cual todos los átomos se alinean de cierta manera que les permite comportarse como un solo átomo. Este nuevo estado de la materia recibe este nombre en honor a Albert Einstein y al físico indio Nath Bose, que había predicho su existencia hace varias décadas.
En un HTSD, el diminuto efecto gravitatorio de cada átomo individual se multiplica por los miles de millones de átomos que conforman el disco. Usando aproximadamente un kilovatio de electricidad, comenta Li, su dispositivo podría producir un potencial campo de fuerza que neutralizaría efectivamente la gravedad sobre una región de 1 pie de diámetro (30,5 cms) y que se extendería desde la superficie del planeta hasta el espacio exterior.
Gravedad AC (corriente alterna)
“Lo primero que hay que entender acerca del dispositivo de Li es que ni es una máquina antigravedad ni un escudo gravitatorio”, comenta Jonathan Campbell, científico del Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA, y colaborador de Li. “No modifica la gravedad sino que produce un campo similar a la gravedad que puede ser atractivo o repulsivo”. Li describe su dispositivo como un método para generar un campo de fuerza, jamás visto con anterioridad, que actúa sobre la materia en un modo similar al de la gravedad. Ya que puede ser repulsiva o atractiva, ella la llama “gravedad AC”. “Se suma, o contrarresta, o redirige la gravedad”, explica Larry Smalley, anterior jefe del departamento de físicas de la Universidad de Alabama en Huntsville (UAH). “Básicamente, estás añadiendo un par de vectores a la gravedad para anularla, o para realzarla”.
Aunque Einstein no la llamó gravedad AC, su teoría de la relatividad predijo este efecto. Todos los objetos producen energía gravito-magnética, la cantidad de fuerza es proporcional a su masa y aceleración. Li comenta que la principal razón por la que esta energía jamás ha sido detectada es porque la Tierra gira muy despacio y la fuerza de los campos decrece rápidamente a medida que te alejas del centro del planeta. Las primeras mediciones se espera que llegarán a la NASA de la mano del experimento de la sonda Gravity Probe B, que fue lanzada en abril del 2004.
Comenzando con la ley más básica de la física (fuerza = masa x aceleración) Li razonó que sería posible efectuar el mismo experimento aquí en la Tierra , usando iones encerrados en una estructura en forma de enrejado en el interior de un superconductor. Cuando un ión rota alrededor de un campo magnético, su masa se va de paseo. Esto, de acuerdo a lo predicho por Einstein, debería producir un campo gravito-magnético.
Al contrario que el planeta, los iones tienen una masa minúscula. Pero así mismo, al contrario que la Tierra, sus pequeños núcleos giran a más de mil billones de veces por segundo, en comparación con el ciclo de rotación de un día de la Tierra. Li calculó que este movimiento compensaría la pequeña masa de los iones.
Li explica que a medida que los iones giran también crean un campo gravito-eléctrico perpendicular a sus ejes de rotación. En la naturaleza, este campo no es observable porque los iones están ordenados aleatoriamente, y por ello sus pequeños campos gravito-eléctricos se anulan entre si. En un condensado Bose-Einstein, donde todos los iones se comportan como uno solo, ocurre algo muy diferente.
Li dice que si los iones en un HTSD son alineados mediante un campo magnético, los campos gravito-eléctricos deberían ser mesurables. Construye un disco grande y el campo de fuerza sobre él debería ser controlable. “Es una fuerza similar a la gravedad, puedes enfocarla en cualquier dirección”, comenta Campell. “Podría usarse en el espacio para proteger la estación espacial internacional contra los impactos de pequeños meteoritos y basura espacial”.
Del concepto a la máquina
A pesar de que la teoría de Li ha pasado a través del proceso de control de calidad que los científicos llaman revisión por pares, y que un HTSD ha sido construido, existen problemas técnicos de vital importancia cuya solución aún se desconoce. Este verano, Li abandona la UAH. Ella y varios de sus colegas luchan por su cuenta para comercializar dispositivos basados en su teoría y en su técnica de fabricación de HTSDs patentada.
El siguiente paso para Li es conseguir los millones de dólares que necesita para construir el motor de inducción que haga girar todos los iones del HTSD. “Tardaremos al menos dos años en hacer una simulación de la máquina por computadora”, comenta Smalley, que planea unirse a Li en su empresa (aún sin nombre) cuando esta se retire de la UAH. “Queremos evitar la situación que ocurrió con la fusión, donde se construyeron reactores extremadamente caros, para comprobar tras su activación que no funcionaban según lo planeado debido a inestabilidades del plasma no previstas”. Li explica que ha declinado varias ofertas de financiación. No tanto por el dinero como por el control. “Los inversores desean controlar la tecnología”, añade Li. “Esto es demasiado importante. Debería pertenecer a todo el pueblo de los EE.UU.”.
