Las civilizaciones avanzadas pueden usar bolas Dyson para recolectar energía inimaginable de los agujeros negros.

Una posible solución es bola de dyson – una especie de proyecto de ingeniería estelar masivo que encapsula una estrella entera (o, en este caso, una Calabozo) en una envoltura artificial que captura toda la energía emitida por el cuerpo en su centro. Pero incluso si fuera capaz de capturar toda la energía que emite el agujero negro, la propia bola aún sufriría pérdida de calor. Y que esta pérdida de calor nos lo hará visible, según una nueva investigación publicada por un equipo internacional liderado por investigadores de la Universidad Nacional Tsing Hua en Taiwán.

Evidentemente, aún no se ha descubierto tal estructura. Sin embargo, el documento demuestra que es posible hacerlo, a pesar de la falta de luz visible más allá de la superficie de la esfera y la reputación del agujero negro de ser sumideros de luz en lugar de fuentes de luz. Para comprender cómo detectar un sistema de este tipo, en primer lugar, sería útil comprender para qué estaría diseñado dicho sistema.

Los autores estudian seis fuentes diferentes de energía que una posible bola de Dyson podría acumular alrededor de un agujero negro. Son la omnipresente radiación cósmica de fondo de microondas (que lavaría la bola sin importar dónde se encuentre), la radiación de Hawking del agujero negro, su disco de acreción, la acreción de Bondi, su corona y sus chorros relativistas.

Imagen compuesta de Centaurus A, que muestra chorros que emergen del agujero negro central de la galaxia, junto con la radiación gamma que los acompaña. Crédito: © ESO / WFI (visual); MPIfR / ESO / APEX / A. Weiss et al. (menos de un milímetro); NASA / CXC / CfA / R. Kraft et al. (Rayos X), colaboración HESS (Gamma)

Algunas de estas fuentes de energía son más poderosas que otras, y la energía del disco de acreción del agujero negro impulsa el rayo en términos de captura de energía potencial. Otros tipos de energía requieren desafíos de ingeniería completamente diferentes, como capturar la energía cinética de los chorros relativistas que salen de los polos del agujero negro. Aparentemente, el tamaño juega un papel importante en la cantidad de energía que emiten estos agujeros negros. Los autores se centran principalmente en los agujeros negros de masa estelar como un buen punto de comparación con otras posibles fuentes de energía. Con este tamaño, el disco de acreción por sí solo proporcionaría cientos de veces la producción de energía de una estrella de la secuencia principal.

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Sería imposible construir una esfera Dyson alrededor de cualquier objeto de este tamaño utilizando materiales conocidos actualmente. Pero el tipo de civilización que estaría interesada en asumir un desafío de ingeniería de este tipo probablemente contendría materiales mucho más fuertes que los que tenemos hoy. Alternativamente, pueden trabajar con materiales conocidos para crear Dyson Swarm o Dyson Bubble, que no requieren mucha fuerza física pero pierden algo de la energía que una bola completa podría capturar, agregar múltiples capas de complejidad al coordinar trayectorias orbitales y otros factores. Cualquier estructura de este tipo debe estar fuera del disco de acreción para aprovechar al máximo la energía que emite el agujero negro.

Incluso una sola bola alrededor de un solo agujero negro de masa estelar sería suficiente para empujar a cualquier civilización que lo creó a la región de Tipo II, dándole un nivel de producción de energía inimaginable con la tecnología actual. Pero incluso una civilización tan poderosa probablemente no sería capaz de doblar las leyes de la física. Independientemente del nivel de energía, algo se perderá debido al calor.

Para los astrónomos, el calor es simplemente otra forma de luz: la radiación infrarroja, para ser exactos. Según los investigadores, el calor emitido por la esfera Dyson alrededor del agujero negro debería ser detectable por nuestro conjunto actual de telescopios, como el Wide-field Infrared Survey Explorer y el Sloan Digital Sky Survey, a una distancia de al menos unos 10 kilobits por segundo. . Esto es aproximadamente 1/3 de la distancia en todo el vía Láctea. No importa qué tan cerca estén, no aparecerán como estrellas convencionales, pero pueden detectarse utilizando el método de velocidad radial comúnmente utilizado para encontrar exoplanetas.

Encuesta Sloan Digital Sky

Sloan Digital Sky Survey, uno de los telescopios que puede encontrar una posible esfera de Dyson alrededor de un agujero negro. Crédito: Equipo de SDSS, Fermilab Visual Media Services

Si bien este trabajo teórico es útil, ciertamente no ha habido evidencia de tal estructura todavía: la paradoja de Fermi permanece. Pero dados todos los datos que ya estamos recolectando con estos telescopios, podría ser interesante escanearlos nuevamente para verificar si hay calor proveniente de donde no se esperaría. Sería útil al menos investigar lo que podría ser un descubrimiento tan innovador en primer lugar.

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Publicado originalmente en universo hoy.

Referencia: “La bola de Dyson alrededor de un agujero negro” de Tiger Yu, Yang Hsiao, Tomotsugu Goto, Tetsuya Hashimoto, Daryl Jo D. .- W. Wu, Simon C .; Ho y Ting-Yi Lu, 29 de junio de 2021, disponible aquí. Astrofísica> Fenómenos astrofísicos de alta energía.
arXiv: 2106.15181

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