Capítulo 17
¡Escudos abajo!

Una gigantesca nave alienígena se dirige hacia nuestro planeta con intenciones nada halagüeñas. Procedente de un mundo desconocido, a miles de años luz de distancia, quizá conocedora de la intrincada naturaleza del espaciotiempo y del secreto de los viajes intergalácticos, exhibe su demoledor poder tecnológico y armamentístico. Haciendo uso de devastadores rayos de la muerte, las unidades de combate procedentes de la nave nodriza avanzan inexorablemente hacia la conquista de la Tierra. Los seres humanos, siempre confiados en sus propias fuerzas, defienden su posición con ayuda de las armas más sofisticadas. Sin embargo, todo resulta inútil, incluso los más potentes ingenios nucleares se muestran impotentes ante los infranqueables escudos de fuerza con los que están dotadas las naves invasoras.

Las breves líneas anteriores bien podrían describir el argumento de decenas de películas o de novelas de ciencia ficción, desde que allá por los años treinta del siglo pasado, el autor E. E. «Doc» Smith decidiese introducir por primera vez el concepto de campo o escudo de fuerza en su serie Skylark. En nuestras retinas permanecen imborrables los recuerdos de este maravilloso invento con el que se protegían la familia Robinson, protagonista de la memorable serie de televisión Perdidos en el espacio (Lost in space, 1965-1968), los terribles trípodes magnéticos marcianos de La guerra de los mundos (The War of the worlds, 1953), las naves de Star Trek, la poderosa Estrella de la Muerte de Star Wars, o las gigantescas moles de Independence Day (Independence Day, 1996), por citar tan sólo unos cuantos ejemplos.

Pero ¿qué tienen de especial, en qué están basados estos dispositivos todopoderosos, invisibles o transparentes, y capaces de detener o desviar tanto misiles balísticos como bombas de hidrógeno e incluso torpedos fotónicos o turboláseres? ¿Qué tecnología ultraavanzada se esconde tras ellos? ¿Pueden ser reales o tan sólo son el fruto de las fecundas imaginaciones de los escritores y guionistas de ciencia ficción?

La ley del escudo

Ante todo, un campo o escudo de fuerza parece comportarse como una región del espacio limitada, más o menos extensa, donde se manifiestan una serie de efectos normalmente repulsivos. Dicho así recuerda enormemente a lo que en física también denominamos campo de fuerzas, concepto surgido de la imaginación y la creatividad de nada menos que Michael Faraday (1791-1867), una de las figuras más sobresalientes de la historia de la ciencia física. Faraday procedía de una familia humilde y sin preparación intelectual. Adquirió su conocimiento al mismo tiempo que hojeaba los libros que él mismo encuadernaba mientras trabajaba como empleado en una imprenta. Un golpe de fortuna le llevó a ejercer de ayudante de uno de los científicos más relevantes de la época: sir Humphry Davy (1778-1829). Debido a la falta de preparación matemática de Faraday, este hándicap le obligó a intentar explicar sus ideas ayudándose de diagramas en los que representaba líneas de fuerza de origen eléctrico y magnético con las que podía describir el comportamiento de cargas eléctricas situadas en las regiones del espacio influenciadas por aquellas. Hoy en día, las grandes teorías físicas aún hacen uso del concepto de campo desarrollado inicialmente por Faraday. Así, tenemos la teoría del campo electromagnético, la relatividad general, que trata la gravedad como una deformación geométrica del espaciotiempo, la teoría cuántica de campos y también la teoría de cuerdas.

En la física actual se acepta la existencia de únicamente cuatro fuerzas fundamentales: las denominadas fuerza nuclear débil y nuclear fuerte, responsables ambas de las interacciones que tienen lugar en el interior de los núcleos de los átomos, la primera cuando estos se desintegran, por ejemplo, y la segunda que proporciona una atracción entre los protones y neutrones que permite explicar su tendencia a permanecer unidos en el interior del núcleo; la fuerza electromagnética, que se manifiesta entre partículas con carga eléctrica y, por lo tanto, puede ser tanto atractiva como repulsiva, dependiendo del signo de la misma; y la fuerza gravitatoria, siempre atractiva como todos sabemos.

Cualquier objeto físico que forme parte del Universo conocido debe interaccionar con los demás a través de una de las cuatro fuerzas anteriores (al menos hasta que se descubran otras, si es que existen). Así pues, ¿cuál de ellas presenta un comportamiento tal que pueda describir el de un escudo de fuerza de la ciencia ficción? Parece evidente que la fuerza nuclear no encaja en el puzle, pues su rango de alcance es diminuto, del orden del tamaño de los núcleos atómicos (billonésimas de milímetro); además, la fuerza nuclear fuerte es atractiva y no repulsiva como debería ser para desviar el arma de la que pretendiese defenderse una nave espacial, por ejemplo. Aunque el alcance de la fuerza gravitatoria es infinito en el espacio, lo que podría hacerla adecuada, desafortunadamente también exhibe, al igual que la interacción nuclear, un carácter atractivo nada conveniente. Sin embargo, tal y como ya afirmó Albert Einstein, la gravedad tiene la asombrosa propiedad de ser capaz de desviar incluso la luz, atrayéndola hacia el cuerpo responsable del campo gravitatorio con el que interacciona. Este hecho podría explicar el poder de un escudo de fuerza para desviar la trayectoria de un potente turboláser amenazador. El único requisito necesario sería que la fuerza gravitatoria fuese repulsiva, con el objeto de poder alejar el rayo mortal. ¿Y si fuésemos capaces de producir la suficiente cantidad de masa negativa o materia exótica, a través de fenómenos tipo efecto Casimir, tal cual ya os conté en el capítulo referente a las posibilidades del motor warp o de curvatura? ¿No podríamos repeler o desviar todo tipo de objetos materiales y/o puramente energéticos como los láseres o los torpedos fotónicos?

Algo más prometedora puede resultar la fuerza electromagnética, ya que esta tiene la posibilidad de manifestarse de forma natural con carácter repulsivo, así como disponer de un rango de alcance infinito. Simplemente, habría que disponer bien de una estructura dotada de una carga eléctrica del mismo signo que la del cuerpo a repeler o bien de un campo magnético capaz de proporcionar, asimismo, una fuerza repulsiva o al menos confinadora, como la que se utiliza para mantener aislada la antimateria de la materia ordinaria en los dispositivos denominados trampas de Penning. Podríamos hacer que los proyectiles quedasen atrapados en órbitas similares a las que confinan a las partículas cargadas eléctricamente de los rayos cósmicos en los cinturones de Van Allen y, una vez allí, perdiesen su energía hasta resultar finalmente inofensivos. A pesar de todo, entre las líneas precedentes, se oculta no de forma demasiado hábil el terrible contratiempo que presentarían los escudos de fuerza electromagnética y que no es otro que su inoperancia a la hora de inutilizar una amenaza eléctricamente neutra, como podría ser un proyectil plástico o fabricado a base de un material aislante, por no hablar de un láser o un rayo calorífico. Nuestra barrera se mostraría totalmente inoperante ante semejantes armas. Sin embargo, podría ser que existiese alguna posibilidad de soslayar tales dificultades…

¿Mito o realidad?

La tecnología actual aún está lejos de conseguir escudos o campos de fuerza tales como los que se nos muestran en el cine y la literatura de ciencia ficción. Y la razón fundamental es que resulta prácticamente imposible que uno de estos dispositivos sea capaz de repeler o rechazar el ataque de todo tipo de amenazas, sean de la naturaleza que sean: rayos láser, torpedos fotónicos, misiles guiados, bombas termonucleares, incluso cuchillos o espadas, como sucede en la célebre novela de Frank Herbert, Dune, o en la película homónima de David Lynch (Dune, 1984).

Unos párrafos más atrás, os había contado que ninguna de las cuatro interacciones o fuerzas fundamentales de la naturaleza presentaba las propiedades requeridas para comportarse de forma parecida a como suelen hacer en el cine los escudos protectores omnipotentes. Sin embargo, asimismo, dejé una puerta abierta a la esperanza. Veamos a continuación a qué me estoy refieriendo, en concreto.

El profesor Jim Al-Khalili, afirma Paul Parsons en su libro The Science of doctor Who, propone utilizar la fuerza electromagnética como fundamento a la hora de diseñar y construir un escudo de fuerza. Si recordáis, el inconveniente que presentaba utilizar la fuerza electromagnética para repeler potenciales armas mortíferas no era otro que la ausencia de carga eléctrica neta del objeto que incidiese sobre la región protegida por el escudo. Pues bien, una posible solución a este inconveniente podría consistir en bombardear dicho objeto mediante un haz de positrones (antipartículas de los electrones), con lo cual se aniquilarían una parte de los electrones que conforman los átomos del mismo. Como resultado, el arma adquiriría una carga neta positiva y podría ser desviada o rechazada mediante el empleo de campos eléctricos o magnéticos. No está nada mal como solución parcial, pues, desafortunadamente, seguimos teniendo el mismo problema de su ineficacia ante ataques con rayos láser, por ejemplo. En el mismo libro se propone una solución viable para desviar ataques con mortíferas radiaciones electromagnéticas. Haciendo uso de un efecto cuántico como el scattering Delbrück, los fotones de un láser serían susceptibles de ser desviados con campos eléctricos. Para ello, bastaría que se transformasen en pares electrón-positrón, impidiéndoles a estas dos partículas volver a recombinarse en un nuevo fotón, eléctricamente neutro y, por tanto, inmune a la fuerza electromagnética.

Otra idea plausible susceptible de poderse llevar a cabo en la realización de un escudo de fuerza similar a los maravillosos artilugios de la ciencia ficción ha sido propuesta por el profesor Michio Kaku, quien en su libro The Physics of the impossible (La física de lo imposible), sugiere una disposición sucesiva de tres fases: una primera, constituida por una ventana de plasma de alta temperatura encargada de vaporizar objetos sólidos; otra intermedia, formada por una sucesión de miles de haces láser entrecruzados que también estarían destinados a vaporizar potenciales armas amenazadoras y, finalmente, una red hecha a base de nanotubos de carbono encargada de ejercer una fuerza repulsiva descomunal, a semejanza de una malla elástica superfuerte. Me detendré un poco en la primera de estas tres etapas.

Una ventana de plasma es, como su propio nombre indica, una estructura en forma de lámina constituida por un gas ionizado a altísima temperatura (unos 10 000-15 000 grados) y confinado mediante campos eléctricos y magnéticos. Fue patentada (con el número 5578831) por su creador, Ady Hershcovitch, en 1995, mientras trabajaba en el Brookhaven National Laboratory. Los resultados fueron publicados en el volumen 78 de la prestigiosa revista Journal of Applied Physics. Su utilidad consiste en separar dos regiones físicas que se encuentren a distintas presiones siendo, comúnmente, una de ellas el vacío. Para aquellos de vosotros que seáis aficionados a la serie original de Star Trek, seguro que semejante comportamiento os resultará muy familiar, ya que un dispositivo muy similar se empleaba para separar la atmósfera de una nave espacial atracada del vacío del espacio exterior. Si se pudiesen obtener plasmas a temperaturas arbitrariamente altas, y a decir verdad no existe ninguna ley física que impida esto, la idea del profesor Kaku podría funcionar, ya que la ventana sería capaz de vaporizar prácticamente cualquier material. Únicamente habría que reducir el consumo energético de la lámina, el cual limita seriamente el tamaño de la misma (unos 8 kW por cada centímetro de diámetro).

Pero no creáis que la idea subyacente tras el concepto de escudo de fuerza únicamente tiene su utilidad en violentas guerras interestelares o invasiones alienígenas. Nada más lejos de la realidad. Mucho menos romántico, aunque igualmente emocionante, resulta proteger a los astronautas en misiones más allá de la capa protectora de nuestra atmósfera. En efecto, la Tierra se encuentra rodeada por una región de campo magnético (la magnetosfera) que nos protege de las partículas cargadas eléctricamente procedentes del Sol o de los rayos cósmicos de alta energía procedentes del espacio. Cuando nuestras misiones espaciales se encuentran más allá de esta barrera protectora, los efectos de este bombardeo continuo pueden resultar enormemente peligrosos, tanto para la salud de los astronautas como para los propios instrumentos de a bordo. Recientemente, se ha descubierto que el campo magnético protector de la Tierra no es siempre igual de efectivo, sino que esta efectividad depende, a su vez, de la orientación del campo magnético solar. Así, cuando ambos campos están alineados (polo norte solar con polo norte terrestre), el flujo de partículas nocivas que penetran en nuestra atmósfera es hasta veinte veces mayor que cuando los campos magnéticos están antialineados (polo norte solar con polo sur terrestre). La doctora Ruth Bamford y un equipo de colaboradores formado por investigadores del Reino Unido, Suecia y Portugal han propuesto recientemente, en un artículo publicado en el volumen 50 de la revista Plasma Physics and Controlled Fusion, el diseño de una pequeña magnetosfera artificial con la que rodear la nave espacial y blindar el interior de la misma ante un potencial chorro de partículas cargadas de alta energía. La extensión de este escudo protector abarcaría unos 100-200 metros de diámetro y se requerirían unos campos magnéticos de tan sólo 1 tesla de intensidad. Los autores del trabajo piensan que en unos cinco años podría disponerse de un prototipo.

Tampoco hay que adentrarse en el espacio interplanetario para encontrarse con barreras protectoras a modo de escudos infranqueables. Sin ir más lejos, los aviones comerciales están siendo equipados ya con materiales antibomba, en particular las puertas que dan acceso a las cabinas de los pilotos o los contenedores para el equipaje e, incluso, se pretende llevar a cabo lo mismo con el fuselaje (la compañía Telair International está desarrollando tales materiales, formados por kevlar, la materia prima de los chalecos antibalas, y otros componentes). Y descendiendo un poco más hasta el nivel del suelo, encontramos el TROPHY, un sistema de defensa activa diseñado por RAFAEL (empresa israelí dedicada al desarrollo armamentístico). Consiste en la detección del elemento amenazador (misil guiado o cohete) en todo el espacio (360°) que rodea al sistema protegido (normalmente, un tanque o un vehículo anfibio), y el posterior lanzamiento de un haz e interceptación de aquel, típicamente a una distancia prudencial de entre unos 10 y unos 30 metros del objetivo. Su creador afirma que está ideado para enfrentarse a múltiples amenazas simultáneas procedentes de distintas direcciones y que es operativo en todo tipo de terrenos, ya sean urbanos o en campo abierto, y en todo tipo de condiciones atmosféricas.

Aunque la totalidad de las ideas expuestas en los párrafos anteriores constituyen soluciones más o menos cercanas a los míticos escudos de fuerza reflejados en la ciencia ficción, ninguno de ellos cumple de forma exhaustiva y satisfactoria con las propiedades que parecen mostrar estos. Sin embargo, conviene no olvidar la infinidad de ocasiones en que algún científico célebre ha afirmado que un determinado logro resultaría imposible en el futuro, para darse cuenta de la cantidad de veces que ha metido la pata. Nunca digáis «de este agua no beberé…».