NeoFronteras

Obtienen energía de un equivalente sonoro de un agujero negro en rotación que corroboraría la predicción de Penrose.

La vida quiere continuar existiendo. Incluso una simple hormiga tratará de evitar que la pisemos y pase al plano de la no existencia.

Lo curioso es que los humanos posiblemente seamos los únicos seres de este mundo que, como colectivo, también queramos seguir existiendo, incluso cuando, como individuos ya hayamos desaparecido. La realidad es que nuestro legado como individuos tiene un permanencia escasa. Quizás nuestros nietos nos recuerden, pero más allá de ellos no ocuparemos ni quiera un reducto de la memoria de los que nos sucedan y lo mismo les pasará a ellos. Quizás algunos alcancen la inmortalidad a través de obra, pero la mayoría no lo hará.

El caso es que, por algún motivo, queremos que la humanidad siga existiendo. No deja de ser una paradoja, porque, a la vez, hacemos un montón de esfuerzos para que el sistema ecológico y climático de la Tierra colapsen y la humanidad no pueda pervivir.

Pero, aunque seamos unos seres perfectos y no nos matemos entre nosotros, la capacidad de mantener la vida de la Tierra o del propio Universo están limitadas en el tiempo. El Sol dejará de funcionar tal y como lo ha venido haciendo hasta ahora y en algún momento, dentro de los próximo 5000 millones de años, se transformará en una gigante roja. Incluso el Sol se hará cada vez más brillante y en 1000 millones de años en la Tierra no habrá condiciones para la vida. Aunque un cambio en la órbita terrestre podría solventar el problema si la humanidad contase con la tecnología suficiente.

En un futuro extremadamente remoto todas las estrellas se habrán apagado y la parte accesible de Universo será pequeña debido a la expansión acelerada del Universo. Sólo quedarán unos agujeros negros que se irían evaporando lentamente. Mantener lo que conocemos como vida o civilización se atoja muy difícil bajo esas circunstancias.

Además, dado nuestro crecimiento exponencial, incluso la explotación de las estrellas por esferas Dyson tiene sus límites y tendremos que pasar a obtener nuestra energía de modos aún más sofisticados.

Todo esto es aplicable a la humanidad o a cualquier otra civilización lo suficientemente avanzada.

En 1969 Roger Penrose sugirió que una civilización avanzada podría usar un agujero negro para generar energía. Ahora, un grupo de investigación de Glasgow afirma que lo ha demostrado experimentalmente.

La idea consiste en aprovechar la ergosfera de un agujero negro en rotación, que es la región que justo está por encima del horizonte de sucesos. En esta región, el campo gravitatorio del agujero negro rota junto con él arrastrando el propio espacio-tiempo. En ella un objeto tiene que moverse más rápido que la luz para mantenerse inmóvil.

La ergosfera tiene forma esferoidal achatada por los polos, toca el horizonte de sucesos en los polos y se extiende hasta un radio mayor en el ecuador que es igual al radio de Schwarzschild de un agujero negro de la misma masa que no rote.

Teóricamente sería posible extraer energía y masa de esta región. Penrose predijo que un objeto adquiere energía negativa en esta región, así que lanzando objetos que se dividan en dos, de tal modo que una parte caiga al agujero, la energía de retroceso que adquiere la otra permitiría extraer energía del agujero negro. Obviamente, la escala de la ingeniería necesaria sería enorme y sólo estaría al alcance de una civilización muy avanzada.

Lo malo es que hacer experimentos directos sobre agujeros negros es imposible para nosotros, por lo que demostrar esta teoría es muy complicado. Sin embargo, hay una manera de conseguirlo si somos capaces de elaborar un montaje experimental equivalente.

En los setenta del pasado siglo, Yakov Zel’dovich propuso que tal montaje equivalente se podría realizar con haces de luz que incidan sobre un cilindro metálico en rotación que rote a la velocidad adecuada si se tiene en cuenta el efecto Doppler. El aumento de la frecuencia de la luz reflejada se traduce entonces en una ganancia de la energía.

La idea fue abandonada porque se necesitaba que el cilindro rotara a miles de millones de veces por segundo, algo que también está fuera del alcance de la actual tecnología.

Así que este grupo de la Universidad de Glasgow pensó que sí sería posible realizar el experimento si en lugar de luz se usa sonido, que requiere de una menor frecuencia de rotación. Algo que sí se puede hacer en el laboratorio.

En el montaje que prepararon usaron un anillo de altavoces para crear un haz de sonido análogo al de la luz. Lanzaron esas ondas sonoras, a las que daban una forma retorcida, hacia el cilindro hecho de material absorbente de sonido (gomaespuma). El sonido que rebotaba se registró gracias a un conjunto de micrófonos.

La idea era escuchar el cambio el frecuencia y amplitud predicho por Penrose y Zel’dovich provocado por el efecto Doppler. Todos estamos familiarizados con este cambio de frecuencia de tipo Doppler, por ejemplo cuando una ambulancia con la sirena encendida se acerca y luego se aleja de nosotros. Este caso es similar, pero el fenómeno está confinado a una espacio circular.

Comprobaron que cuando la superficie del cilindro giraba lo suficientemente rápido, la frecuencia del sonido que rebotaba pasaba de ser menor a la incidente a ser ser igual a la incidente, pero con una amplitud de hasta un 30% mayor. Esto significaba que llegaba a tener una mayor energía y que esta energía procedía de la energía de rotación del cilindro, que se reducía.

Los autores afirman que, a raíz de estos resultados, queda confirmada la teoría de Penrose y Zel’dovich.

¿Podemos estar seguros de que la humanidad sobreviva a todo tipo de limitaciones? Al final da igual porque estas ideas simplemente ponen a prueba lo que sabemos o no de los agujero negro, de la gravedad o del propio Universo. Nos sirven para avanzar en el conocimiento. Después de todo, siempre será más fácil estudiar la gravedad en agujeros negros, sea teóricamente o experimentalmente, que el Big Bang.

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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Foto: University of Glasgow