miércoles, 28 de noviembre de 2007

Anillos de Niven y esferas de Dyson. Parte II

En la entrada anterior escribí acerca de una hipotética estructura artificial de tamaño colosal llamado anillo de Niven. Larry Niven ideó este tipo de construcción para su novela Mundo Anillo inspirándose en otra estructura aún mayor, imaginada por el genial físico teórico Freeman Dyson: la esfera de Dyson.

Una esfera de Dyson, como se puede uno imaginar si ha leído el post anterior, es una gigantesca esfera artificial cuyo radio sería del orden de una unidad astronómica y que rodearía a una estrella. El objetivo es aprovechar la mayor cantidad de energía de posible de la estrella central.

Dyson propuso su idea en un artículo titulado "Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation", en el que explicaba cómo una esfera de ese tipo podría ser algo a lo que toda civilización suficientemente dearrollada tendiese a largo plazo. La esfera que Dyson sugería no era una estructura sólida, como en el caso del anillo de Niven, sino un conjunto enormemente numeroso de elementos independientes. De esta forma no hay problemas con la estabilidad gravitatoria del sistema ni con la resistencia de los materiales utilizados. A pesar de ello la idea de una esfera sólida de semejante tamaño cautivó a algunos autores de ciencia-ficción, que no se dejaron amedrentar por las leyes físicas.

Una forma "realista" de construir una esfera es la llamada "enjambre de Dyson". En este caso los elementos, como los satélites artificiales alrededor de la Tierra, se mantendrían en órbitas individuales alrededor de la estrella. Un conjunto de ellos formaría un anillo circular, otro conjunto formaría otro anillo con un ángulo ligeramente diferente y así sucesivamente, hasta formar una esfera.


El gran problema del enjambre sería la coordinación de las construcciones para evitar choques y ocultaciones entre ellas. Además, cuantos más elementos existan en órbita, mayores serán las perturbaciones gravitatorias entre ellos, perturbaciones que tenderían a desbaratar todo el sistema de órbitas.

Otra forma de construir la esfera, y mi favorita, sería haciendo que cada elemento se sustenga por si mismo, manteniéndose en su posición de forma estática, sin orbitar en torno a la estrella. Esto podría hacerse aprovechando la presión de radiación.


Cada elemento sería una especie de velero con una gran superficie y una masa muy reducida. De este modo se podría lograr que la presión ejercida por la luz y el viento "solar" lo empujen hacia fuera con la misma intensidad con que la gravedad lo atrae hacia adentro. El empuje de la radiación es muy pequeño, por lo que la masa del velero por unidad de superficie tendría que ser muy pequeña, del orden de 0.78 g por metro cuadrado. No existe ningún material tan ligero, pero no parece haber ningún tipo de impedimento físico para lograrlo. Por ejemplo, se ha sugerido que podría ser posible la fabricación de mallas a base de nanotubos de carbono cuya densidad superficial sería menor a 0.1 g por metro cuadrado. Claro que no todo serían velas. Harían falta mástiles para soportarlas y dirigir la tensión, y sobretodo, habría que tener en cuenta la masa de la carga útil. Para sustentar un pequeño peso haría falta una enorme superficie de velas.

Una de las conclusiones a las que Freeman Dyson llegó fue que una esfera que englobe a una estrella, no importa cómo esté construida, reemitiría parte de la radiación absorbida en forma de infrarrojos. La radiación, además, presentaría el espectro de emisión de un cuerpo negro a una temperatura de unos 300 grados Kelvin. Es un resultado muy interesante, porque una esfera tan grande emitiendo en infrarrojos puede observarse desde muchos miles de años luz de distancia. Se han realizado y se siguen realizando investigaciones serias cuyo objetivo es localizar posibles esferas de Dyson.

Lo mejor de todo es que se han encontrado objetos cuyas características parecen corresponder con las esperadas para una esfera de Dyson. Sólo de pensar en las implicaciones de un resultado así hace que a uno se le pongan los pelos de punta, ¿no?. De todas formas no hay que dejarse llevar, ya que pueden existir explicaciones naturales para los fenómenos observados. Por ejemplo, una nebulosa oscura y densa rodeando una estrella podría emitir con una distribución de radiación infrarroja similar a la de una esfera de Dyson.

5 comentarios:

Angriff dijo...

El anillo de Niven es una caca comparado con La Esfera de la serie de Akasa-Puspa de los españoles Aguilera y Redal.

David dijo...

Me interesa conocer noticias diversas de índole diferente y por eso trato de buscar en internet esta clase de notas. Quiero poder seguir buscando cuestiones vinculadas a la energía y por eso trato de comprar distintos electrodomésticos para mi hogar. Lo ultimo que me compre fue un monitores lcd

Andrés Gómez Ordóñez dijo...

Recomiendo mi libro: La esfera del Coloso, con el que le hago un homenaje a las dimensiones de las esferas de Dyson, en mi caso, se trata de una "corteza" de Dyson. Felicidades por esta entrada, soy aficionado a este concepto y siempre busco buenos articulos al respecto.

jose osorio dijo...

Algo asi podria estar construyendose en KIC 8462852 ?

jose osorio dijo...

Algo asi podria estar construyendose en KIC 8462852 ?