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La Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre (SETI) es más que simplemente apuntar nuestros telescopios a estrellas distantes con la esperanza de que algún planeta habitable las esté orbitando. También tiene que ver con imaginar todas las posibilidades, pero más importante aún, las plausibles.

En un estudio reciente, los científicos analizaron la posibilidad de que una civilización avanzada recolecte energía de un agujero negro. La idea surge del concepto de la esfera de Dyson, una estructura hipotética construida alrededor de una estrella por una civilización avanzada para recolectar energía de forma remota.

Ilustración de una esfera Dyson para la revista Science & Vie Junior (n317). Créditos: Renaud ROCHE

¿Qué es una Esfera Dyson?

Las esferas de Dyson fueron propuestas por Freeman Dyson en 1960. El concepto trata de explicar cómo las civilizaciones avanzadas podrían satisfacer su creciente sed de energía mientras exploran las estrellas.

Cuanto más avanzada sea la civilización, más energía necesitará para mantenerse. En algún momento, la única fuente de energía realista se convierte en la propia estrella, por lo que para recolectar la mayor cantidad de energía posible, construye una esfera de Dyson a su alrededor.

La esfera se pensó primero como un caparazón que orbitaba alrededor del Sol. Posteriormente, se sugirieron estructuras más plausibles, como el enjambre de Dyson que, como sugiere su nombre, es un grupo de objetos que forman la órbita requerida para la recolección de energía. La otra sugerencia son las burbujas de Dyson, que también son un enjambre de objetos, pero estacionarios en relación con la fuente de energía.

escala Kardashev

Entonces, ¿qué tipo de civilización usaría una esfera Dyson? Según la distancia a la que se han propagado y la cantidad de energía que usarían, se pueden dividir aproximadamente en tres categorías, utilizando la escala de Kardashev definida por el astrónomo soviético Nikolai Kardashev.

  • La civilización Tipo I (una civilización planetaria) consume alrededor de 4 x 10^16 Watts;
  • La civilización Tipo II (una civilización estelar) consume alrededor de 4 x 10^26 Watts;
  • y la civilización Tipo III (una civilización galáctica) consume alrededor de 4 x 10^37 Watts.

Entonces, en términos generales, para pasar de una civilización planetaria a una estelar, se necesitarían unas 10^10 veces más energía o 10 000 000 000 veces más energía para llegar a la siguiente etapa de la civilización. Ahí es donde entra la esfera Dyson.

La esfera de Dyson solo sería posible con las civilizaciones Tipo II y III. Tipo II serían los capaces de aprovechar la energía de su estrella madre, mientras que se cree que el Tipo III es una carrera apta para consumir energía de múltiples estrellas en su propia galaxia. La humanidad aún no es ni siquiera un Tipo I todavía, probablemente fueron alrededor de 100-300 años después de eso. Pero eso no significa que no podamos pensar en ello.

Diferentes fuentes

En el estudio reciente, los científicos consideraron diferentes tipos de fuentes de energía para una civilización prometedora de Tipo II. Una fuente de energía podría ser la inversa de una Esfera de Dyson, donde la civilización estaría rodeada por la fuente misma. En este caso, el mejor candidato es el Fondo Cósmico de Microondas (CMB).

No importa tu posición en el universo, estés donde estés, el CMB te rodea trayendo fotones desde todas las direcciones del cielo en el espectro de microondas.

El CMB hoy en día está cerca de la temperatura más baja posible (a 2,73 K), pero era mucho más caliente al principio de los tiempos. A medida que el universo se expandió, el CMB se enfrió, lo cual es bueno para la vida en el universo. El universo se volvió habitable cuando tenía 300K, por lo que si consideras una civilización formada durante esa época, podría aprovechar su energía.

Una civilización capaz de recolectar energía del CMB tendría que rechazar la energía de desecho en un agujero negro. Por loco que parezca, esto obedece a las leyes de la termodinámica y cae dentro del ámbito de la razón. Sin embargo, los investigadores concluyeron que la cantidad de energía producida por CMB, incluso si fuera de un universo más joven, no sería suficiente para sostener una civilización Tipo II.

Esta imagen destaca y explica varios aspectos de la visualización del agujero negro.
Créditos: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA/Jeremy Schnittman.

¿Qué pasa con los agujeros negros? ¿Cómo podrías extraer energía de un agujero negro usando un enjambre de Dyson? ¿No se supone que los agujeros negros absorben todo, incluida la luz? Resulta que sí y no, todavía existen fuentes potenciales de energía alrededor de un agujero negro.

El equipo consideró la radiación de Hawking como una de las posibles fuentes de energía. Stephen Hawking propuso que, contrariamente a la creencia popular en ese momento, los agujeros negros no absorben todo, sino que dejan escapar parte de la radiación. Esto se llama radiación de Hawking.

Alrededor del horizonte de eventos, el umbral alrededor del agujero negro donde incluso la luz no puede escapar, todavía hay algunas partículas virtuales: pares de una partícula y una antipartícula creadas a partir de fluctuaciones cuánticas. El fuerte campo gravitatorio del agujero negro separa a la pareja; uno entra en el horizonte de sucesos y el otro se emite como radiación de Hawking.

Si una civilización Tipo II pudiera construir una esfera de Dyson alrededor de un agujero negro para usar la radiación de Hawking, su luminosidad no sería suficiente.

El disco de acreción, por otro lado, podría ser un candidato más plausible. Un disco de acreción es una estructura (típicamente con forma de disco) formada por polvo y otro material difuso, que orbita alrededor de un cuerpo central en este caso, un agujero negro.

Siendo la región en la que la fricción calienta una gran cantidad de materiales arremolinándose alrededor del horizonte de sucesos. Con suficiente calor, una civilización Tipo II podría obtener lo que necesita, incluso si el agujero negro no es tan grande. Para una civilización Tipo III, las cosas no serían tan difíciles tecnológicamente, pero el disco de acreción tendría que pertenecer a un agujero negro de masa intermedia para producir suficiente energía.

Por supuesto, decidir dónde colocar el enjambre de Dyson no es una decisión fácil. Demasiado lejos de la fuente reduciría su eficiencia, pero demasiado cerca de la fuente necesitará materiales que puedan sobrevivir a temperaturas de hasta 2.700 grados centígrados. Deberá considerar la cantidad de objetos colocados para recolectar la energía y la cantidad de energía que se puede transferir.

Detección de civilizaciones Tipo II o Tipo III

Si tal civilización estuviera pasando por este tipo de cosecha de energía, ¿lo sabríamos?

En nuestro nivel actual de tecnología, encontrar civilizaciones como las descritas aquí requeriría algunos trucos. La mejor manera es observar el calor residual. Al igual que el motor de nuestros automóviles, parte de la energía debe ser rechazada por la máquina.

Primero, busca a los mejores candidatos y busca una señal inusual. Por supuesto, eso suena mucho más fácil de lo que realmente es. Si estamos demasiado cerca del agujero negro, el brillo del disco podría dificultar la visualización de la energía desperdiciada. Otro problema es todo en nuestro camino, la Vía Láctea, la formación de estrellas, el polvo, todos estos objetos son ruido en nuestros datos, ofuscando nuestras observaciones.

En general, tenemos (quizás) la tecnología para detectar una esfera Dyson, si hay alguna civilización alrededor que use una. Pero incluso si lo detectáramos, tendremos que intentar resolver otro acertijo SETI: ¿cómo les hablamos?

El estudio fue publicado en MNRAS.

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