Cómo funcionan las esferas Dyson

La solución, quizás, esté en las estrellas. O más exactamente, nuestro sol. Imagina llenar el tanque de tu vehículo no con gasolina , sino con puro sol. En algún futuro lejano, esto podría suceder gracias al concepto de una esfera Dyson .

Piense en una esfera de Dyson como una bola enorme que atrapa energía construida alrededor de una estrella. Aprovecha la energía solar y la convierte en los tipos de energía que podemos usar para impulsar vehículos, computadoras o cualquier otra tecnología avanzada de consumo de energía que logremos desarrollar en los próximos dos millones de años. Eso es, por supuesto, si logramos sobrevivir ese tiempo sin volar todo por los aires.

Las esferas de Dyson todavía están en la etapa imaginaria de desarrollo. Pero no es difícil ver por qué algún día necesitaríamos fuentes de energía más grandes y poderosas. Estamos quemando combustibles fósiles a un ritmo cada vez mayor para operar todo tipo de dispositivos y bienes. Las fuentes de energía sostenible, como la energía solar y eólica, son buenas para complementar el carbón y el petróleo, pero en este momento no pueden alimentar todos nuestros automóviles y teléfonos inteligentes.

Las esferas fantásticas de Dyson se han convertido en un elemento básico de los libros de ciencia ficción, los programas de televisión y los foros de Internet. Los adictos a "Star Trek" debaten las posibilidades relativas (o la ridiculez) de tratar de encapsular una estrella entera con una máquina hecha por el hombre. Los científicos amantes de los blogs exponen ideas para hacer realidad estas gigantescas esferas; otros critican sus aspiraciones con comentarios mordaces.

No importa lo que pienses de la idea, una cosa es segura: cuando los grifos finalmente se sequen con el petróleo, y eventualmente lo harán, la humanidad necesitará reducir su uso de energía o encontrar nuevas fuentes de energía. Tal vez una esfera Dyson sea el camino.

1. eres tan civilizado
2. Poder de bomba
3. Satélites solares
4. El dilema de un Dyson

No todas las civilizaciones son iguales, al menos según algunas teorías. A principios de la década de 1960, un astrofísico llamado Nikolai Kardashev propuso la idea de que puede haber tres clasificaciones de civilización en el universo .

Las civilizaciones de tipo I han aprendido a aprovechar todas las fuentes de energía de su planeta de origen. Eso seríamos nosotros. O al menos, algún día podríamos ser nosotros. Según el físico teórico Michio Kaku, podríamos llegar a ese nivel en el próximo siglo o dos.

Una civilización Tipo II entiende cómo aprovechar toda la energía de la estrella en su sistema solar. Y las civilizaciones de Tipo III , un estado que podemos alcanzar en varios millones de años, saben cómo capturar y concentrar la energía de galaxias enteras.

Nosotros, los humanos, claramente no somos material Tipo III todavía. Primero, debemos comenzar con pequeños pasos: terminar el saqueo de nuestro planeta para aprovechar sus recursos restantes. Y luego, intentaremos abrirnos camino hacia el vecindario Tipo II más exclusivo al capturar y canalizar la inmensa energía de nuestro sol. Esto podría ser factible en los próximos miles de años, si nos mantenemos con vida tanto tiempo.

En su libro de 1937, "Star Makers", el autor Olaf Stapledon fue quizás la primera persona en concebir la llamada "trampa de luz" utilizada para extraer la energía del sol. Escribió sobre sistemas de captura de energía tan enormes que en realidad atenuaban la luz de las galaxias.

Esta historia es lo que despertó la mente de Freeman Dyson, matemático y físico teórico. Empezó a reflexionar sobre cuán posible o imposible sería capturar toda la energía de una estrella para uso humano.

El sol produce una cantidad inimaginable de energía. Por decirlo de una manera, genera alrededor de 5 x 1023 caballos de fuerza . Según la NASA, eso es suficiente energía para derretir un puente de hielo (dos millas de ancho y una milla de espesor) que se extiende desde la Tierra hasta el sol... en un solo segundo [fuente: NASA ]. Eso es el equivalente aproximado de un billón de bombas de 1 megatón cada segundo. Para decirlo de una manera menos aterradora, un solo segundo de acción solar es suficiente para alimentar nuestro mundo durante medio millón de años [fuente: Boston.com ].

Esa es una gran cantidad de poder. Cada segundo, la Tierra recibe alrededor de 400 trillones de trillones (no, eso no es un error tipográfico) de vatios de la energía del sol. Sin embargo, debido a su distancia y dirección, la mayor parte no llega a nuestro planeta. Rodear el sol con una megaestructura de captura de energía como una esfera sería una forma mucho más eficiente de atrapar el jugo loco del sol.

Podrías construir una esfera sólida alrededor del sol para atrapar hasta el último rayo. Al hacerlo, tendrías 550 millones de veces más área de superficie que todo nuestro planeta, todos captando rayos para enviar de regreso a la Madre Tierra en forma de energía bruta.

Por supuesto, además de hundir a millones de personas en la Tierra en un trastorno afectivo estacional permanente, estaría enfrentando desafíos gravitacionales muy reales. En resumen, sería realmente difícil mantener el sol centrado dentro de la esfera, lo que significa que podría chocar con el borde de una esfera, causando una catástrofe tan increíble que probablemente obtendría la mayor cantidad de visitas de YouTube... si alguien sobrevive. para subirlo

También existe la extrema dificultad de encontrar suficientes materias primas para construir un caparazón sólido. Tal hazaña probablemente requeriría más material del que podríamos encontrar en todo nuestro sistema solar.

Incluso si pudiéramos encontrar suficiente material sólido para construir una esfera sólida para envolver todo el sol, la fuerza de esta gigantesca bola solar tendría que ser hercúlea. De lo contrario, la esfera simplemente se rompería en un número incalculable de pedazos. En otras palabras, sería otro fracaso espectacular.

Entonces, saltemos la esfera sólida inviable por completo. En la página siguiente, leerá acerca de ideas que podrían estar más dentro del ámbito de la realidad.

Sería imposible para nosotros construir una esfera sólida alrededor de una estrella . Freeman Dyson lo admitió. En cambio, propuso un concepto en el que lanzamos muchas máquinas independientes para girar alrededor del sol, recolectando energía y enviándola a la Tierra.

Los satélites pueden estar dispuestos en anillos ordenados. O pueden hacer zoom en diferentes órbitas como un enjambre de abejas recogiendo el polen del poder. Algunos pueden ser habitables o pueden usarse únicamente para la recolección de energía.

En lugar de una esfera sólida o un anillo de satélites, hay una tercera configuración que podría formar una esfera de Dyson. En este caso, varias velas solares orbitarían alrededor del sol. Estas velas crearían una burbuja suelta alrededor del sol, mantenida en su lugar gracias a un equilibrio de gravedad y presión de radiación de la estrella interior.

Estos satélites en realidad se llamarían statites (derivados de las palabras satélite y estático) porque flotarían en un lugar en lugar de moverse en órbita. Al igual que con el concepto de anillo o enjambre, las statitas absorberían la energía solar saliente y luego la redirigirían a la Tierra para nuestro uso.

Independientemente del plan final, un anillo, esfera, burbuja o enjambre de Dyson requerirá recursos materiales y energía en una escala sin precedentes. No encontraremos suficientes materias primas para este proyecto en la Tierra. Entonces, algunos tipos especulativos han propuesto una alternativa: recolectar los materiales de otros planetas, como Mercurio.

Como un humedal inconveniente que se atasca en una extensión de tierra dividida en zonas para uso comercial, podríamos simplemente desarmar a Mercury y poner su superficie quemada por el sol para un mejor propósito. Esa es una idea propuesta por el físico Stuart Armstrong de la Universidad de Oxford.

Mercurio está repleto de materiales útiles (como el hierro) y es el planeta más cercano al sol, por lo que tiene sentido empezar por ahí. Una vez que se desmantele Mercury y se instalen los primeros anillos Dyson, el proyecto cobrará impulso y velocidad, recolectará más y más energía, alimentando la producción de colectores solares mejores y más grandes. Y, por supuesto, toda esa energía se utilizaría para otros fines, como la supercomputación (en una escala nunca antes vista), tecnologías de viajes espaciales más rápidos e innumerables otras ideas que ni siquiera hemos concebido.

No necesitaríamos hacer todo esto con un trabajo minucioso. Los robots realizarían el trabajo de extracción y ensamblaje de nuevos paneles solares. Y la cantidad de robots aumentaría continuamente (gracias a las capacidades de autorreplicación) a medida que crecía la escala del proyecto, hasta que se convirtieron en un ejército de autómatas que aplastaban planetas y asteroides para fabricar cada vez más colectores de energía.

El universo es un lugar frío y sin corazón. Una vez que hayamos consumido todos nuestros recursos energéticos basados ​​en la Tierra, necesitaremos desesperadamente una forma de alimentar nuestros hornos y refrigeradores. Nuestro sol es como una gigantesca central eléctrica, cálida y dadora de vida. Es nuestra mejor oportunidad para perpetuar nuestra especie y evolucionar hacia criaturas más capaces.

En la actualidad, sin embargo, una esfera Dyson de cualquier tipo simplemente está fuera de nuestro alcance. Si elegimos explotar Mercurio , por ejemplo, necesitaríamos tecnología robótica que simplemente no existe en la actualidad. Esos robots tendrían que operar sin problemas lejos de sus comandantes humanos, trabajando durante décadas para convertir las materias primas en tecnología de recolección de energía. Eso significa extraer los metales valiosos de la roca y luego, de alguna manera, construir componentes electrónicos sofisticados, todo sin ayuda humana en el sitio.

También existe el desafío de devolver la energía recolectada a la Tierra para que pueda alimentar su televisor. Un cable de extensión realmente largo probablemente no lo corte. En cambio, la gente ha sugerido usar rayos láser o microondas para este propósito. Pero los láseres pierden su eficiencia después de viajar menos de una milla. Las microondas funcionan a distancias mucho más largas (casi 100 millas o 161 kilómetros), pero no lo suficientemente lejos para los propósitos de una esfera Dyson.

Aunque alimentar nuestro planeta de esta manera no es una posibilidad en este momento, el concepto de las esferas de Dyson puede muy bien ayudarnos a encontrar extraterrestres que hayan superado la etapa Tipo I. En 1960, Dyson pensó que si una civilización realmente lograba canalizar la energía electromagnética de una estrella, habría una gran cantidad de calor sobrante empujado hacia el exterior como subproducto.

Detectar esa radiación infrarroja saliente puede ser la clave para detectar otras formas de vida inteligente en el otro lado del universo, que los investigadores están investigando actualmente. Ya han encontrado áreas con mucho del calor de una estrella pero sin la luz, lo que lleva a algunos a pensar que los extraterrestres pueden estar atrapando gran parte de la energía.

Lo que todo esto significa es que simplemente estamos atrapados en la categoría de civilización Tipo I por el momento. Sin embargo, a medida que pasan los siglos, nuestras tecnologías pueden avanzar exponencialmente. Y si lo hacen, podemos descubrir que somos capaces de convertir nuestro sol en una fuente de energía que puede transformar a toda nuestra raza, haciéndonos más tecnológicamente competentes y dignos del espacio de lo que podríamos haber soñado.

Nota del autor: Cómo funcionan las esferas de Dyson

Es imposible saber lo que está reservado para el futuro de la humanidad. Ya en nuestra historia, grandes civilizaciones han surgido y se han derrumbado. ¿Nuestra encarnación actual encontrará su camino hacia adelante sin autodestruirse? ¿Nos bombardearemos de regreso a la Edad Media? ¿O un cambio en el clima o un virus indomable acabará con la vida tal como la conocemos? Si por alguna casualidad emergemos de nuestra forma actual a un estado superior del ser, seguramente necesitaremos más energía. Y sin algún avance físico imprevisto, el sol es la única forma en que lograremos impulsar nuestro desarrollo durante miles o millones de años por venir.

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