Construidas por civilizaciones extraterrestres avanzadas para aprovechar la energía de una estrella, estas megaestructuras no estarían exentas de romperse y perderse en el espacio interestelar.

Interpretación artística de cómo sería una esfera Dyson. Crédito: dottedhippo.

Cada año, una roca espacial del tamaño de una persona golpea la Tierra y libera una cantidad de energía similar a la bomba atómica de Hiroshima (15 kilotones de TNT). Esto equivale al consumo medio de energía eléctrica en todo el mundo, unos pocos Terra-Watt, durante veinte segundos.

La probabilidad de un paso cercano es proporcional al área del objetivo. Dado que la distancia Tierra-Luna es 60 veces mayor que el radio de la Tierra, esto significa que rocas similares pasan dentro de la separación Tierra-Luna 3.600 veces más, o 300 veces por mes. Y pasan dentro de una esfera delineada por la órbita de la Tierra alrededor del Sol unos miles de millones de veces al año.

Por lo tanto, no sorprende que un asteroide del doble de este tamaño pasara a 3.589 kilómetros sobre la superficie de la Tierra el pasado 26 de enero de 2023. El asteroide, llamado 2023 BU, fue descubierto cinco días antes por el astrónomo aficionado Gennadiy Borisov, quien también es conocido por descubrir el primer cometa interestelar en 2019, llamado 2I/Borisov.

¿Hay alguna implicación de las estadísticas anteriores para la búsqueda de vida inteligente extraterrestre?

Hacedor de estrellas

En 1937, Olaf Stapledon publicó una novela de ciencia ficción titulada Star Maker, en la que imaginaba como «a medida que avanzaban los eones, se construyeron cientos de miles de pequeños mundos, todos de este tipo, pero aumentando gradualmente en tamaño y complejidad».

«Muchas estrellas sin planetas naturales llegaron a estar rodeadas de anillos concéntricos de mundos artificiales. En algunos casos, los anillos interiores contenían decenas, los anillos exteriores miles de globos adaptados a la vida a una determinada distancia del sol (...) Comenzó a valerse de las energías de sus estrellas en una escala hasta ahora inimaginable. No solo todos los sistemas solares ahora estaban rodeados por una malla de trampas de luz, que enfocaban la energía solar que escapaba para un uso inteligente, de modo que toda la galaxia se oscurecía, sino que muchas estrellas que no eran aptas para ser soles se desintegraron, y se les arrancó de sus prodigiosas reservas de energía subatómica», se lee en una página del libro.

Portada de la edición en español del clásico de Olaf Stapledon.

El concepto fue posteriormente formalizado por Freeman Dyson en su artículo científico de 1960, titulado Búsqueda de fuentes estelares artificiales de radiación infrarroja.

Dyson razonó que a medida que las necesidades energéticas de la humanidad aumenten constantemente, nuestra civilización podría aspirar a aprovechar toda la producción de energía del Sol. Propuso un caparazón de estructuras en órbita que interceptarían y recolectarían la luminosidad solar. Esta llamada esfera de Dyson emitiría radiación infrarroja para equilibrar el calor depositado sobre ella por la luz solar. La emisión óptica de la superficie solar a una temperatura de 5780 K se equilibraría con la emisión infrarroja a una temperatura de 400 K de una capa esférica en la separación Tierra-Sol.

Tal emisión infrarroja en una longitud de onda máxima de aproximadamente 7 micrones podría marcar una esfera de Dyson en relación con la emisión UV óptica natural de estrellas similares al Sol. Sin embargo, hasta ahora las búsquedas de firmas infrarrojas relacionadas de estrellas o galaxias no encontraron evidencia de esferas de Dyson, sino simplemente emisiones de polvo natural.

Pesadilla de mantenimiento

En un nuevo artículo científico, sugerí incluso que si las esferas de Dyson existieran para servir a sus civilizaciones durante un tiempo, la mayoría de ellas se habrían desintegrado en miles de millones de años si no hubiera habido un mantenimiento extenso. En ese caso, sus fragmentos podrían aparecer como objetos interestelares inusuales.

Como se muestra en el libro de texto que escribí con Manasvi Lingam, La vida en el cosmos, las esferas rígidas de Dyson no son fáciles de mantener juntas. De acuerdo con el teorema de la esfera de hierro de Newton, una capa perfectamente esférica y rígida no está sujeta a ninguna fuerza gravitatoria neta desde el interior de una estrella, independientemente de si está centrada en esta. Sin embargo, el caparazón experimenta fuerzas diferenciales destructivas en su superficie, y la resistencia del material debe ser excesivamente alta para evitar la deformación —en un orden de magnitud por encima de nuestros materiales de ingeniería más resistentes, como el grafeno—.

Para sortear este desafío, Robert Forward propuso una estructura de mosaicos, con cada unidad funcionando como una vela solar en la que la gravedad de la estrella se equilibra exactamente con su empuje radiativo hacia el exterior, manteniendo así una posición fija sin orbitar la estrella.

Representación de esfera de Dyson constituida por mosaicos hexagonales.

Si otra civilización construyó una esfera de Dyson que se rompió y desintegró con el tiempo, sus fragmentos podrían haber dado lugar a la forma inusual y las características de vela ligera del objeto interestelar Oumuamua, o a la fuerza material inusual exhibida por el primer y segundo meteoros interestelares (IM1 e IM2). Nuestra próxima expedición en dos meses para recuperar fragmentos de IM1 será particularmente interesante en este contexto.

Pero independientemente de su arquitectura inicial, una esfera Dyson sería una pesadilla de mantenimiento, ya que cada año será perforada por unos pocos miles de millones de rocas espaciales del tamaño de un humano. Durante unos pocos miles de millones de años, la estructura tendrá agujeros de unos pocos metros de tamaño cada cien metros. Curiosamente, el tamaño estimado de Oumuamua era de unos cien metros, posiblemente dictado por la tasa de bombardeo de una vieja esfera de Dyson.

¿Pudo ser el objeto interestelar conocido como Oumuamua un fragmento errante de una esfera de Dyson destruida?

Los agujeros más pequeños serán mucho más abundantes. Los agujeros cubrirán una fracción significativa de la superficie de la esfera Dyson preexistente del bombardeo de micrometeoritos en escalas subcentimétricas. Esta estadística de impacto se mide empíricamente ahora, ya que el telescopio Webb es golpeado por una partícula del tamaño de polvo cada mes. Sin reparación, una esfera Dyson de mil millones de años se parecería a una gran red de pesca que deja escapar una fracción sustancial de la luz de las estrellas.

Una vez que una civilización abandona su esfera de Dyson, la infraestructura del caparazón será perforada por micrometeoritos y perderá su funcionalidad dentro de miles de millones de años.

Sol artificial

En lugar de flotar alrededor de una estrella como fuente de energía, la civilización tecnológica avanzada podría optar por desarrollar su propio reactor de fusión artificial que podría ser portátil y útil para la propulsión a través del espacio interestelar.

La primera pista de que la humanidad es capaz de emprender este camino fue demostrada en diciembre de 2022 por la Instalación Nacional de Ignición (NIF) en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.

Lo siguiente en nuestra agenda es desarrollar un motor de fusión interestelar. Una vez que aprendamos a encender el fuego, es posible que no necesitemos construir una esfera de Dyson alrededor del horno natural representado por nuestro Sol.

¡Ad Astra!

Por Avi Loeb. Edición: MP.