Control de la Gravedad Mediante Resonancia de Ondas

Aquí examinamos, como prueba de concepto, el potencial de la modulación de la métrica gravitatoria a través de la resonancia de ondas electromagnéticas mediante el análisis de posibles sucesos naturales: la conversión de gravitones en fotones por magnetares puede explicar las ráfagas rápidas de radio y el análisis de los fotones generados por el efecto Gertsenshtein inverso en la magnetosfera de los planetas jovianos, puede permitir el estudio de las ondas gravitatorias de alta frecuencia del Universo primitivo. La civilización humana domina relativamente bien el control de los fenómenos electromagnéticos, por lo que ser capaces de aprovechar la resonancia electromagnética para acoplarla a la métrica del espaciotiempo con fines de ingeniería geometrodinámica podría permitirnos alcanzar un nivel similar de dominio en el control de la fuerza gravitatoria.

Por: William Brown, científico de Resonance Science Foundation

Las ráfagas rápidas de radio son una extraña clase de fenómenos radioastronómicos observados desde fuentes desconocidas del espacio profundo (la mayoría son de origen extragaláctico). Estas ráfagas rápidas de radio (FRB) son pulsos de radio transitorios de una duración que oscila entre una fracción de milisegundo y 3 segundos [1], causados por algún proceso astrofísico de alta energía que aún no se comprende. Debido a las distancias cosmológicas implicadas y a la fuerza de tales señales cuando se reciben aquí en la Tierra, los astrónomos estiman que la FRB media libera tanta energía en un milisegundo como la que emite el Sol en tres días [2]. Las ráfagas rápidas de radio desconciertan mucho a los astrofísicos; hay indicios de que pueden proceder de magnetares [3] -un tipo de estrella de neutrones con un campo magnético superior al límite de Schwinger, lo suficientemente alto como para causar polarización en el vacío —aunque también se ha observado que las FRB tienen tecnosignaturas que pueden ser indicativas de orígenes artificiales, como señales de una inteligencia extraterrestre [4].

_{Figura 1. Un magnetar es un tipo de estrella de neutrones con un campo magnético extremadamente potente (~10⁹ a 10¹¹ T, ~10¹³ a 10¹⁵ G). La descomposición del campo magnético potencia la emisión de radiación electromagnética de alta energía, en particular rayos X y rayos gamma. Se ha sugerido que los magnetares son la fuente de ráfagas rápidas de radio (FRB), en particular a raíz de los descubrimientos realizados en 2020 por científicos que utilizan el radiotelescopio Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP). [3]}

Muchas de las teorías propuestas para explicar las ráfagas rápidas de radio implican sucesos astrofísicos como la fusión de estrellas de neutrones, pero estos sucesos singulares no pueden explicar una clase de FRB que se repiten periódicamente (algunas con la supuesta tecnosignatura de un patrón), lo que se denomina FRB repetitivas. Así pues, las teorías del origen magnetar resultan atractivas porque ofrecen un marco explicativo para las FRB repetitivas, como por ejemplo la emisión de máseres sincrotónicos a partir de choques magnetizados relativistas [5].

En 2022, el equipo de investigadores Kushwaha, Malik y Shankaranarayanan describió un modelo teórico según el cual las ráfagas rápidas de radio se originan a partir de la conversión de ondas gravitatorias en electromagnéticas alrededor de objetos compactos extremadamente masivos con campos magnéticos extremadamente intensos, como los magnetares. Cuando las ondas gravitacionales atraviesan la magnetosfera de dichos objetos compactos, la energía se convierte en ondas electromagnéticas mediante un proceso conocido como efecto Gertsenshtein-Zel'dovich (efecto GZ), un efecto en el que la radiación electromagnética que atraviesa un campo magnético transversal puede transmutarse en ondas gravitacionales (y viceversa) mediante resonancia de ondas [6]. Como demostró Gertsenshtein en 1961, un campo magnético externo puede catalizar la mezcla resonante entre los estados gravitón y fotón de forma análoga a las oscilaciones neutrino-sabor [7].

Durante mucho tiempo se había predicho que la conversión de fotones en gravitones sería posible alrededor de tipos de estrellas de neutrones, como los magnetares. El físico ruso Yakov Zel'dovich [8] había señalado que el mecanismo de Gertsenshtein requiere coherencia entre las ondas gravitatorias y electromagnéticas, y que se cree que el fuerte campo magnético que rodea a estas estrellas de neutrones -que genera flujo de electrones y positrones desde el vacío- apaga dicha transmutación. Esto se debe a que la propagación de las ondas electromagnéticas a través del plasma de electrones y positrones del vacío es menor que la de las ondas gravitacionales, por lo que cualquier potencial de resonancia de ondas se apaga.

Sin embargo, a pesar del posible apagamiento por polarización en el vacío (que se ha observado alrededor de estrellas de neutrones), con el reciente reanálisis de las características de las ondas gravitacionales que atraviesan la magnetosfera de un púlsar, realizado por Kushwaha, Malik y Shankaranarayanan, se ha descubierto que el efecto GZ puede explicar muchas de las propiedades observadas de las FRB repetitivas y no repetitivas [9]. Si este modelo es correcto, dicho púlsar progenitor emitiría continuamente radiación EM dipolar y radiación gravitatoria cuadrupolar durante un largo periodo de tiempo (figura 2), y la detección de dicha radiación podría validar el proceso GZ para la producción de FRB y, lo que es más importante, sería la prueba de un proceso natural que sirve como prueba de concepto para la ingeniería de comunicaciones de ondas gravitatorias de alta frecuencia y otras tecnologías de control gravitatorio.

_{Figura 2. Diagrama esquemático de un púlsar en el que el eje del campo magnético forma un ángulo de χ con los ejes de rotación. El ángulo entre el eje de rotación y la línea de visión del detector es i. Imagen y descripción de la imagen de [9].}

Aunque el efecto GZ es generalmente desconocido para los físicos y la mayoría de las propuestas de ingeniería geometrodinámica se han centrado en la utilización del efecto Casimir para generar una configuración espaciotemporal de impulso factorial como la métrica de Alcubierre — el potencial para entrar en la era del control de la gravedad con dispositivos que generen ondas gravitatorias para estudios de laboratorio y aplicaciones tecnológicas no ha pasado completamente desapercibido. Un Documento de Referencia de Inteligencia de Defensa no clasificado de un informe detallado sobre el potencial de las ondas gravitacionales de alta frecuencia para las comunicaciones discute cómo las ondas de alta frecuencia podrían, en principio, llevar un contenido significativo de información sin absorción efectiva (a diferencia de las señales electromagnéticas) y que tales señales gravitacionales pueden pasar punto a punto o punto a multipunto a través de objetos materiales sin atenuación de la señal.

El inventor Salvatore Cezar Pais ha patentado un generador de ondas gravitacionales de alta frecuencia  (figura 3). Pais, conocido por otras patentes, entre ellas el diseño de un generador de velocidad warp, describe un novedoso método de resonancia acústica vibracional para generar propagaciones de ondas electromagnéticas polarizadas duales que provoquen fluctuaciones del campo gravitatorio al atravesarse entre sí. Mediante la modulación precisa de este proceso, pueden generarse teóricamente señales de ondas gravitacionales de alta especificidad.

_{Figura 3. Esquema detallado de Pais de un generador de ondas gravitacionales de alta frecuencia con dos cavidades resonantes de vibración acústica llenas de gas con giro contrapuesto. La superficie exterior de la concha se carga eléctricamente y vibra mediante emisores de microondas para generar el campo electromagnético inicial, y se genera un campo EM secundario mediante energía acústica dentro de las cavidades resonantes. Cuando los dos campos EM se propagan entre sí, Pais afirma que la conversión de energía transmutará algunas ondas en fluctuaciones propagadoras del campo gravitatorio.}

Ciencia Unificada - En Perspectiva

Aunque la capacidad de generar artificialmente ondas gravitacionales sigue siendo sólo teórica, y algunos podrían considerar inviable la realización tecnológica del efecto GZ, el estudio de la forma en que las ondas electromagnéticas pueden transmutarse en ondas gravitacionales, o la conversión de fotones en gravitones, ofrecerá conocimientos avanzados sobre la forma en que la métrica gravitacional puede controlarse potencialmente a través de modalidades electromagnéticas para la ingeniería geometrodinámica, permitiendo potencialmente los motores warp. Como sostienen desde hace tiempo Nassim Haramein y la International Space Federation, la propulsión química no nos llevará a otros planetas y sistemas estelares. El físico Eric Weinstein declaró recientemente que "cualquiera que no se centre en la nueva física no se está tomando en serio los viajes interplanetarios” [ Entrevista de Eric Weinstein con Chris Williamson, 4 de Septiembre de 2023] y nosotros estamos de acuerdo.

Además, está el aspecto astrofísico de aprovechar la aparición natural del efecto GZ para la astronomía de ondas gravitacionales con el fin de comprender mejor el cosmos. El equipo de investigadores Liu, Ren y Zhang ha demostrado recientemente la viabilidad de analizar los fotones producidos por la conversión inversa de Gertsenshtein en la magnetosfera de planetas jovianos como Júpiter para estudiar el fondo de ondas gravitacionales  y las ondas gravitacionales de alta frecuencia del universo temprano [10]. Quizás a través de estos estudios astronómicos podamos comprender mejor cómo la energía se interconvierte de forma natural entre los fenómenos de ondas electromagnéticas y gravitacionales, que en el nivel fundamental son ambos sólo actividad de resonancia de ondas del campo de energía del punto cero.

Referencias

[1] "Astronomers detect a radio "heartbeat" billions of light-years from Earth". 13 July 2022.

[2] Petroff, E.; Hessels, J. W. T.; Lorimer, D. R. (2019-05-24). "Fast radio bursts". The Astronomy and Astrophysics Review. 27 (1): 4. arXiv:1904.07947

[3] Starr, Michelle (1 June 2020). "Astronomers Just Narrowed Down The Source of Those Powerful Radio Signals From Space". ScienceAlert.com. Retrieved 2 June 2020.

[4] Loeb, Avi (24 June 2020). "An Audacious Explanation for Fast Radio Bursts - It's a long shot, but could at least some of these energy blasts from across the universe come from extraterrestrial civilizations?". Scientific American. Retrieved 11 September 2023.

[5] Lyubarsky Y., 2014. A model for fast extragalactic radio bursts. MNRAS, 442, L9 10.1093/mnrasl/slu046

[6] Gertsenshtein, M. E, (1962), “Wave resonance of light and gravitational waves,” Soviet Physics JETP, Volume 14, Number 1, pp. 84-85.

[7] A. Palessandro and T. Rothman, “A Simple Derivation of the Gertsenshtein Effect,” Physics of the Dark Universe, vol. 40, p. 101187, May 2023, doi: 10.1016/j.dark.2023.101187.

[8] Ya. B. Zel’dovich, “Electromagnetic and gravitational waves in a stationary magnetic field,” Zh. Eksp. Theor. Fiz. 68 1311-1315 (1973).

[9] S. Kalita and A. Weltman, “Continuous gravitational wave detection to understand the generation mechanism of fast radio bursts,” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 520, no. 3, pp. 3742–3748, Feb. 2023, doi: 10.1093/mnras/stad392.

[10] T. Liu, J. Ren, and C. Zhang, “Detecting High-Frequency Gravitational Waves in Planetary Magnetosphere.” arXiv, Jun. 28, 2023. Accessed: Sep. 12, 2023. [Online]. Available: http://arxiv.org/abs/2305.01832