Estructuras junto a hoyos negros podrían impulsar civilizaciones alienígenas

Las esferas de Dyson alrededor de hoyos negros podrían producir mucha más energía que si estuvieran alrededor de estrellas, según nuevo estudio.

Aug 19 2021, 2:15pm

Artículo publicado originalmente por VICE en inglés.

Uno de los misterios fundamentales que enfrenta la humanidad es saber si estamos solos en el universo. Actualmente se están llevando a cabo una multitud de esfuerzos para responder la pregunta, que van desde intentos de encontrar fósiles microbianos en Marte hasta especulaciones sobre los rastros tecnológicos que las civilizaciones alienígenas avanzadas podrían producir alrededor del cosmos.

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Ahora, los investigadores dirigidos por Tiger Yu-Yang Hsiao, un astrónomo de la Universidad Nacional Tsing Hua de Taiwán, han ideado un concepto completamente nuevo para ayudar en la búsqueda de inteligencia extraterrestre: buscar alguna señal de una esfera de Dyson —un tipo hipotético de megaestructura alienígena— alrededor de un hoyo negro.

Las esferas de Dyson típicamente se visualizan como plantas de energía avanzadas que rodean las estrellas y recolectan su inmensa energía para algún propósito, por ejemplo, alimentar una computadora extremadamente poderosa. Pero la novedosa hipótesis propuesta por Hsiao y sus colegas “ha puesto de cabeza la concepción de la Esfera de Dyson” al proponer una “Esfera de Dyson Inversa” (IDS), que podría recibir energía de un “sol frío” o agujero negro, según un estudio reciente publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

“En general, un hoyo negro puede ser una fuente prometedora y es más eficiente que cosechar la energía de una estrella de secuencia principal”, dijo el equipo de Hsiao en el estudio. Además señaló que los agujeros negros podrían producir entre 100.000 y un millón de veces la energía de las estrellas vivientes. Los investigadores también agregaron que el calor residual de una IDS podría ser “detectado por nuestros telescopios actuales”, incluido el Telescopio Espacial Hubble.

La idea de recolectar energía basada en luz de objetos que notoriamente borran la luz —de ahí el nombre de “agujero negro”— podría parecer contradictoria. Nada que pase más allá del horizonte de sucesos de un agujero negro puede volver a escapar, incluida la luz, lo que hace que la gran mayoría de estos objetos extremos sean invisibles para los telescopios que operan mediante la luz.

Sin embargo, las interacciones que ocurren justo fuera del horizonte de sucesos pueden producir algunos de los espectáculos luminosos más explosivos y radiantes del universo. Por ejemplo, el material gaseoso que cae en las garras gravitacionales de un agujero negro tiende a acumularse en un disco que rodea el horizonte de sucesos, donde las fuerzas de las mareas lo calientan a temperaturas extraordinarias. A veces se forma una “corona” supercaliente en el centro de estos discos, o el material sale disparado hacia el espacio en forma de chorros de plasma que viajan casi a la velocidad de la luz.

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Hsiao y sus colegas modelaron los rendimientos energéticos potenciales que una IDS podría capturar de cada una de esas fuentes —un disco de acreción, una corona y los chorros relativistas— junto con algunos otros procesos que involucran radiación alrededor de los hoyos negros. Los investigadores también tomaron en cuenta los enormes rangos de masa de estos objetos al visualizar estructuras similares a una IDS alrededor de agujeros negros de masa estelar que son de cinco a 20 veces más masivos que el Sol, hasta agujeros negros supermasivos como el que se ubica al centro de la Vía Láctea, que contiene cuatro millones de masas solares. 

Los hoyos negros son objetos peligrosos y volátiles, y los autores dejan en claro que construir una IDS sería un importante desafío de diseño y seguridad. No se conoce ningún metal que pueda soportar las altas temperaturas de los discos y chorros, así que las civilizaciones alienígenas tendrían que hacer uso de tecnologías exóticas para recolectar energía de estos objetos.

“En este estudio solo discutimos las civilizaciones que nacieron y se criaron a partir de otras estrellas”, dijeron Hsiao y sus coautores en el estudio. “Especulamos que este tipo de civilización puede recolectar la energía de forma remota o tratar la fuente de energía como una central energética en lugar de vivir alrededor de un agujero negro en medio de un entorno hostil. Por lo tanto, en todo el documento, no discutimos si la temperatura y la gravedad de nuestras configuraciones son adecuadas para la vida”.

Con esa condición establecida, los resultados del equipo sugieren que una IDS construida alrededor de un agujero negro podría satisfacer las necesidades de una civilización alienígena avanzada en formas que superan con creces una esfera de Dyson alrededor de una estrella regular. Para demostrar las posibles aplicaciones de estas megaestructuras, el equipo utiliza la escala de Kardashev, una métrica desarrollada por el astrónomo Nikolai Kardashev que divide las civilizaciones potenciales en niveles de dominio energético.

El estudio se centra en particular en civilizaciones Tipo II, que pueden aprovechar la energía de las estrellas y operar en distancias interestelares, y Tipo III, que pueden hacer uso de la energía de una galaxia completa y pueden operar en distancias intergalácticas. En el estudio, Hsiao y sus colegas concluyeron que “un disco de acreción, una corona y los chorros relativistas” alrededor de un hoyo negro de masa estelar “podrían convertirse en centrales energéticas potenciales para una civilización Tipo II”. Sin embargo, solo un agujero negro supermasivo podría satisfacer las necesidades energéticas de una civilización Tipo III.

Por increíble que sea imaginar tales megaestructuras, puede ser posible detectar su calor residual en una amplia variedad de longitudes de onda. El equipo descubrió que “una incandescente esfera de Dyson alrededor de un hoyo negro de masa estelar en la Vía Láctea” —que se extiende a lo largo de 30.000 años luz— “es detectable en el espectro de rayos ultravioleta, ópticos, infrarrojo cercano e infrarrojo medio”, según el estudio. Los futuros esfuerzos de modelado y observación “nos ayudarán a identificar estas posibles estructuras artificiales”, concluyó el equipo.

Quizás algún día los astrónomos de la Tierra puedan captar un vistazo de una civilización capaz de minar un agujero negro. Incluso si ese día nunca llega, la alucinante noción de una IDS es el tipo de alimento para el cerebro que genera nuevas formas de ver el universo y las posibles formas de vida que pueden habitarlo.

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