¿Ciencia Ficción o Ciencia del Futuro?

Por Alejandro Rosado Fuentes*

Credito: Patrick Cox de The Daily Reckoning

No importa si eres fanático del cine o no, seguramente en algún momento te deleitaste con alguna película o programa televisivo de ciencia ficción. Star Wars, Harry Potter, Star Treck, Back to the Future, Armagedon, The Martian, Interestelar; son solamente una brevísima lista de películas o series que han logrado sorprender a algunos, frustrar a otros, lograr reflexionar o hacer volar la imaginación de muchos.

Según la Real Academia Española este género cinematográfico “se basa en logros científicos imaginarios” [1]. ¿Será acaso que la definición esté incorrecta o incompleta? ¿Todo lo que vemos en este género cinematográfico es realmente ciencia ficción? ¿Qué tanto de ciencia o de ficción tiene? Te mostraré con algunos ejemplos que ciertos elementos de las películas mencionadas ya existen o están en proceso de investigación y desarrollo. Con estos ejemplos veremos cómo ciertos elementos pasan de ser ciencia ficción a una ciencia del futuro.

Holoportación

Crédito: Lucas Films

Desde "Star Wars: Episode IV - A New Hope" en donde R2-D2 revela a Luke Skywalker el mensaje de la Princesa Leia hasta "Star Wars:Episode VII – The Force Awakenes" en donde Kylo Ren se comunica con el Supreme Leader Snoke, toda la saga de Star Wars muestra comunicación entre personajes a través de hologramas u holoportación.

Los hologramas son una ilusión óptica que proyecta de forma tridimensional un objeto o persona. Esta ilusión se logra con una técnica de fotografía avanzada conocida como holografía en la cual se utiliza un laser para grabar microscópicamente una imagen en una película fotosensible. Para poder apreciar el holograma se requiere de espejos o plásticos delgados y jugar con ángulo al que incide la luz en la película fotosensible [2].

“Por su invención y desarrollo del método holográfico” a partir de 1947, el físico húngaro Dennis Gabor obtuvo el Premio Nobel de Física en 1971 [3,4]. Los hologramas los podemos encontrar como sellos de seguridad en tarjetas de crédito y billetes o en conciertos de música para revivir a artistas como Michael Jackson en los Premios Grammy 2014 o incluso proyectar artistas que no estén presentes en el escenario.

Por su parte la holoportación es una mezcla de holografía y realidad virtual o aumentada. Uno de los primeros intentos para lograrla se dio en 2011 dentro del Foro de Innovación de las Américas en el cual el Laboratorio Tecnológico de Uruguay realizó una teleconferencia en vivo con el holograma del profesor Vivek Wadhwa que se encontraba en la Universidad de Stanford en los Estados Unidos de América [2].

Crédito: Microsoft Research

Varías empresas han estado trabajando en la holoportación, entre ellas Holograam y Microsoft [2,5]. Esta última anunció el 25 de marzo de 2016 su primer tecnología tridimensional de holoportación.

Si bien no han dicho como funciona del todo, lo que es cierto es que permite transmitir a cualquier parte del mundo y en tiempo real modelos tridimensionales de alta calidad de objetos y personas. 

Para ello es necesario grabar un objeto con varias cámaras tridimensionales localizadas en distintos puntos, cada una captura el mismo objeto desde un punto de vista distinto. Estas imágenes son utilizadas para reconstruir un modelo virtual tridimensional texturizado del objeto que posteriormente es comprimido y transportado a otro sitio. Esta imagen transmitida se observa en el otro sitio con lentes de realidad virtual que reconstruyen el modelo virtual texturizado del objeto. 

La combinación de ambas tecnologías, holoportación y lentes de realidad virtual, nos dejan escuchar, ver y comunicarnos de manera remota y en tiempo real con personas que no estén ocupando el mismo espacio físico. La tecnología desarrollada también permite grabar esta interacción para poderla revivir como una película tridimensional en algún otro momento. Además permite manipular las dimensiones del objeto que estamos viendo ya sea que lo veamos más grande o más pequeño de lo que realmente es [5].

Teletransportación

La primera vez que se utilizó la teletransportación en la ciencia ficción fue en 1877 en el libro The Man Without a Body por Edward Page Mitchell. Años más tarde se habló de ella en las novelas del Professor Challenger escritas por Sir Arthur Conan Doyle y aparece en la película The Fly de 1958 [6].

La teletransportación se popularizó con la serie televisiva y las películas de la saga Star Trek. La teletransportación no es mas que la transferencia de materia o energía de un punto en el espacio a otro sin recorrer el espacio físico entre ellos por cualquier medio de transporte. En Star Trek esta tecnología ficticia permite transportar objetos y personas de las naves espaciales, principalmente el USS Enterprise, a cualquier planeta que visitan, nava espacial o edificio; manteniendo la composición y arreglo químico de los objetos. La teletransportación hasta ahora desarrollada no desaparece un objeto y lo aparece en otro lugar como en Star Trek, mas bien teletransporta información utilizando principios físicos de mecánica cuántica.

Un grupo de investigadores de Japón y Australia han logrado teletransportar paquetes de luz que tienen una superposición cuántica; es decir, al paquete de luz se le dan dos estados cuánticos distintos, mismos que se superponen o se suman para generar un nuevo estado cuántico distinto a los anteriores. Cada paquete de luz sigue el principio de la paradoja del gato de Schrödinger, es decir, el paquete de luz puede tener los dos estados cuánticos que se han superpuesto al mismo tiempo [7].

Cristales que contienen la información cuántica

teletransportada hacia ellos. 

Crédito: Universidad de Ginebra.

Otro grupo de la Universidad de Ginebra también ha logrado teletransportar el estado cuántico de un fotón (partícula de radiación electromagnética) utilizando el enlazamiento cuántico (fenómeno en donde un par de partículas se crean de tal forma que los estados cuánticos de cada una no se puede describir de forma independiente; su estado cuántico se describe como un sistema de dos partículas y no de forma independiente). En este experimento se tienen dos fotones enlazados cuánticamente con longitudes de onda diferentes pero conocidas, uno se encuentra dentro de un cristal revestido y el otro se manda por medio de una fibra óptica a más de 25 km de distancia. Este segundo fotón interactúa con un tercer fotón, y dado que el segundo fotón está enlazado cuánticamente con el primer, la interacción se manda y se recupera en el primer fotón de forma prácticamente instantánea; la velocidad de envío y recepción de información no están sujetas a restricciones de espacio y tiempo [8].

Utilizando el mismo procedimiento y principio físico otro grupo del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de Estados Unidos lograron teletransportar el estado cuántico de un fotones a una distancia mayor a los 106 km [9]. Otro grupo de investigadores europeos y chinos lograron teletransportar fotones a una distancia de 143 km entre dos de las Islas Canarias utilizando el enlazamiento cuántico y reemplazando la fibra óptica por un laser. El siguiente paso de este grupo es lograr una comunicación cuántica teletransportada entre la Tierra y un satélite [10,11].

Estas nuevas tecnologías permitirán contar con transmisión de mayor información en menor tiempo, llegando a ser inclusive instantánea y más segura. Esto podría revolucionar las comunicaciones y las computadoras cuánticas [7,8,10] (computadoras basadas en qubits en vez de bits en donde las operaciones se basan y utilizan fenómenos de mecánica cuántica como la superposición y el enlazamiento).

¿Te quedaste picado?

¿Qué hay de elementos de otras películas como la capa de invisibilidad de Harry Potter, o el desvío de asteroides en Armagedon, o los tenis autoajustables de Back to the Future, o de las instalaciones y tecnología en The Martian? Varios de estos elementos ya existen, se están poniendo a prueba y se siguen investigando.

La invisibilidad al visible se puede lograr con ilusiones ópticas desde hace más de un siglo como el Fantasma de Pepper. El desarrollo de la invisibilidad para otro tipo de ondas comenzó en la Alemania Nazi durante la Segunda Guerra Mundial. Hoy en día existen más de 50 aeronaves (aviones y helicópteros, tripulados y no tripulados) conocidas como furtivas o stealth que son invisibles para ciertos radares. También existen arreglos ópticos y otros dispositivos para obtener una invisibilidad en el visible y en el infrarrojo (visita http://hipertextual.com/tag/invisibilidad).

Las agencias espaciales NASA y ESA están desarrollado y pondrán a prueba en los próximos años un sistema para desviar asteroides por medio de impacto y liberación de energía cinética. Hay que recordar que la ESA ya logró estudiar de cerca y aterrizar en un asteroide con las sondas Rosetta y Philae. 

Por su parte los tenis autoajustables de Back to the Future ya fueron fabricados por Nike y los primeros saldrán a subasta este mismo año. 

Finalmente, el director de la película The Martian recurrió a la NASA para que la tecnología de la cinta fuera lo más real posible a lo que la misma NASA ha estado estudiando y desarrollando. Las instalaciones donde vivirán y trabajarán astronautas están siendo estudiadas en el Johnson Space Center en Houston al igual que los prototipos de los trajes espaciales y los astromóviles o rovers que se utilizarán.

El año pasado los astronautas de la Estación Espacial Internacional (ISS) comieron por primera vez lechuga cultivada en el espacio. En la misma ISS ya se recupera y recicla agua de varias fuentes, incluida la orina; y aire para que por medio de la electrólisis se genere oxígeno y agua.

Cabe destacar que la sonda Dawn que inspecciona el planeta enano Ceres y el asteroide Vesta está impulsada por un propulsor de iones y que la NASA continúa desarrollando celdas solares y baterías espaciales a base de decaimiento radiactivo para generar electricidad (para mayor información visita www.nasa.gov).

Referencias

[1] Real Academia Española (2016). Diccionario de la Lengua Española. Consultado (29 marzo de 2016) de http://dle.rae.es/

[2] Redacción (16 de agosto de 2014). Más cerca de los hologramas de Star Wars. Cromo. Recuperado (29 de marzo de 2016) de http:// www.cromo.com.uy/mas-cerca-los-hologramas-star-wars-n577443

[3] Beléndez, A. (5 de julio de 2015). Dennis Gabor, “padre de la holografía”. BBVA OpenMind. Recuperado (29 de marzo de 2016) de https:// www.bbvaopenmind.com/dennis-gabor-el-padre-de-la-holografia/ 

[4] Nobel Media AB (2014). The Nobel Prize in Physics 1971. Nobelprize.org. Recuperado (29 de marzo de 2016) de http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1971/

[5] Microsoft Research (2016). Holoportation. Recuperado (29 de marzo de 2016) de http://research.microsoft.com/en-us/projects/holoportation/
[6] Kaku, M. (2008). Physics of the Impossible. Doubleday Publishing, USA, 1º ed.

[7] Redacción (18 de abril de 2011). Scientists Teleport Light. Discovery News. Recuperado (29 de marzo de 2016) de http://news.discovery.com/tech/teleport-light-experiment-110418.htm

[8] Statt, N. (23 de septiembre de 2014). Scientists make quantum leap, teleport data from light to matter. C-Net. Recuperado (29 de marzo de 2016) de http://www.cnet.com/news/scientists-make-quantum-leap-teleport-data-farther-than-ever-before/

[9] Whitwam, R. (23 de septiembre de 2015). Scientists set new record teleporting quantum data – 60 miles. ExtremeTech. Recuperado (20 marzo de 2016) de http://www.extremetech.com/extreme/214815-scientists-set-new-record-teleporting-quantum-data-60-miles

[10] Knapp, A. (6 de septiembre de 2012). Physicists Quantum Teleport Photons Over 88 Miles. Forbes. Recuperado (29 de marzo de 2016) de http://www.forbes.com/sites/alexknapp/2012/09/06/physicists-quantum-teleport-photons-over-88-miles/#714eba765d1f

[11] Merali, Z. (2011). Quantum Mechanics Braces for the Ultimate Test. Science, 331:1380-1382

*Físico

arosadof@yahoo.com.mx

FC - UNAM ~ 2016