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Se podrá aprovechar la energía de los agujeros negros

La enorme cantidad de energía comprimida en los agujeros negros se puede aprovechar rompiendo y luego reuniendo líneas de campo magnético ubicadas cerca del horizonte de eventos, el punto desde el cual ni siquiera la luz puede escapar de la atracción gravitacional de un agujero negro.

Un nuevo estudio realizado por científicos estadounidenses y chilenos sostiene que será posible aprovechar la gran cantidad de energía existente en los agujeros negros, una alternativa que ha sido objeto de diferentes teorías en el pasado. Ahora, los especialistas sostienen que será realidad mediante la reconexión de líneas de campo magnético localizadas en el llamado horizonte de eventos, el área límite donde es imposible, incluso para la luz, evitar la atracción gravitacional del agujero negro.

Como se explica en un comunicado, una predicción extraída de la teoría de la relatividad general de Einstein indica que los agujeros negros en rotación poseen enormes cantidades de energía disponible para aprovechar.  Por este motivo, en las últimas cinco décadas han surgido múltiples interpretaciones y teorías que han buscado métodos efectivos para liberar este poder energético.

Por ejemplo, el físico Roger Penrose teorizó que se podría extraer energía a partir de la desintegración de una partícula de un agujero negro. En tanto, Stephen Hawking propuso que una espontánea emisión cuántica era la clave para lograr que estos colosales agujeros liberaran su energía. Por su parte, Roger Blandford y Roman Znajek sostuvieron que la gran alternativa para extraer energía de estas estructuras era el denominado par electromagnético.

La nueva teoría, desarrollada por los físicos Luca Comisso, de la Universidad de Columbia, en Estados Unidos, y Felipe Asenjo, de la Universidad Adolfo Ibáñez en Chile, aborda una solución diferente. Los científicos explican, en un artículo publicado en la revista Physical Review D, que la clave para extraer la energía de los agujeros negros se encuentra en su campo magnético.

Cinturón magnético

Un especie de “brebaje” a máxima temperatura y compuesto por partículas de plasma rodea a los agujeros negros. Ese cinturón caliente posee un campo magnético, en el cual para los investigadores estaría la clave de su aprovechamiento energético. ¿Cómo se estructuraría la estrategia para liberar la energía?

La teoría desarrollada por los físicos en la nueva investigación sostiene que, cuando las líneas del campo magnético indicado previamente se desconectan y se vuelven a conectar de la forma indicada, generan un aceleramiento de las partículas de plasma ubicadas en el cinturón que rodea al agujero negro. Este fenómeno permitiría extraer grandes cantidades de energía de esa región finita del espacio.

La reconexión de los campos magnéticos acelera las partículas de plasma en dos direcciones diferentes. Un flujo de plasma lo hace en sentido contrario al giro del agujero negro, mientras que el otro actúa en la dirección opuesta, o sea a favor del giro. Esto le permite “escapar” de la atracción del agujero negro y liberar energía.

Energía negativa

Esencialmente, un agujero negro pierde energía al “comer” partículas de energía negativa. Ese sería el fenómeno que ocurriría en la reconexión de los campos magnéticos explicada con anterioridad. Los científicos lo expresan con un ejemplo concreto: sería similar a si una persona podría perder peso comiendo dulces con calorías negativas.

Lejos de ser una utopía irrealizable, los físicos estiman que el proceso de energización del plasma puede alcanzar una eficiencia de alrededor del 150 por ciento, muy superior a los indicadores logrados por cualquier planta energética que opere actualmente en el planeta.

Los científicos fueron un poco más allá: según su teoría, podría ser posible que esta nueva fuente energética cubra las necesidades de una civilización avanzada. ¿La energía del futuro llegará desde los agujeros negros?

Referencia

Magnetic reconnection as a mechanism for energy extraction from rotating black holes. Luca Comisso and Felipe A. Asenjo. Physical Review D (2021).DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevD.103.023014

Foto: John Paul Summers en Unsplash.

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente es periodista especializado en comunicación científica y tecnológica.

2 comentarios

  • Señor Director: Es mi deseo que conozca mi opinión sobre el escrito anterior sobre los agujeros negros,aquí lo expongo:En mi opinión los agujeros negros solamente sirven para alimentar a la galaxia con los gases que esta necesita obtener,pero no se puede extraer la energía de esos agujeros negros,porque no es esa su función. Porque lo que comenta el astrofísico Doctor Penrose y otros como él:»no tiene pies ni cabeza»: es un despropósito,para la Física y la Astronomía…
    P.D.
    A la espera de su esperada contestación…Saludos cordiales.Henry Rees.

  • Y Todavía considero dar una explicación con este otro comentario: Aqui lo expongo:Hola a todos,este quiere ser un resumen del porqué son tan necesarios los agujeros negros y su utilidad.
    Para ello vamos a tener en cuenta del cómo y de donde proceden,con un examen de Fisiología humana,Solar y Galáctica.Vamos pués a dar comienzo:
    Hoy he decidido,con toda humildad, enviaros este recordatorio de:Quiénes somos.
    La cuestión que quiero abordar hoy, es: que nosotros como seres humanos, tenemos en nuestro organismo un Sistema Circulatorio que provee de forma regular el alimento a las células, a través de los Glóbulos Rojos. Cuando la célula recibe ésta porción de energía, la metaboliza y la incorpora hacia su interior, para la función que tenga que realizar en el conjunto integral del Ser Humano. Ahora bien,si extrapolamos ésta función a nivel de nuestro sistema solar, a nuestro Sol le ocurrirá algo parecido como a la célula humana, y de ahí me percato,que respecto a los Cometas, estos,están ejerciendo la misma función que los Glóbulos Rojos de nuestra sangre.Puesto que estos son los encargados de suministrarle al Sol,los gases que le alimentan.
    Pero es que todavía hay más:si nos adentramos en el mundo Macrocósmico o Sideral, podemos llegar a comprender que cada galaxia de este Universo actúa de igual manera que lo hace una célula humana.En lo humano nuestra célula contiene diminutas porciones de glóbulos que sirven para ayudar a esta célula a metabolizar todo el alimento orgánico que le llega del exterior,a partir del sistema circulatorio,y otros conductos. Así que puestos a imaginar, el funcionamiento de cada galaxia no tiene porqué ser distinto del de un ser humano,puesto que la galaxia también contiene soles y estrellas,las cuales recibiendo Hidrógeno neutro desde otros sistemas siderales, también le proporcionan este alimento,a través de su agujero negro supermasivo Sagr.A*,»como si fuese un gigantesco Glóbulo Rojo», a nuestra Vía Láctea,
    No es difícil pues imaginar que todo nuestro Universo al estar poblado de tantas galaxias, podrían ser ellas las que mantengan en actividad a «ESTE SER MACROCÓSMICO,DENTRO DEL CUAL FORMAMOS PARTE».
    Prosigo:Este tema sigue siendo muy escabroso y sin haber sido resuelto.Por lo que indico:nuestra galaxia tiene el poder de proyectar en el espacio que la rodea desde el centro de su núcleo,un amplio y potentísimo campo magnético monstruoso,como lo es Sagr.A*.Una vez formado, lo que se pretende es a través de este campo gravitatorio tratar de succionar y absorber todos los gases que están alrededor de su entorno.Y me explico: lo que es obvio es que nuestra galaxia necesita alimento (como lo es el combustible de Hidrógeno neutro, mexclado con Oxigeno,que se encuentra en abundancia en todo el perímetro de la Vía Láctea), para poder viajar por el espacio sideral,por lo tanto,lo que quiero insinuar es que para conseguir engullir todo este material va a necesitar una tropa de estrellas para que todas empujando los gases desde todas las latitudes de la galaxia le hagan este aporte,y con ello poder funcionar a pleno rendimiento.La cosa es bastante clara;sin el aporte y la ayuda de todo el conjunto de soles negros,objetos G, superestrellas azules gigantes,y otras estructuras siderales que arrimen a la boca del agujero negro galáctico, todos los materiales,nuestra Vía Láctea no puede funcionar.Es decir,que los gases una vez succionados no se quedan en el interior del agujero negro,eso por supuesto que nó,lo que ocurrirá es que entrarán directamente en el interior del motor de fusión de la galaxia para ser fusionados,pero cuando salgan de ese horno de fusión nuclear, «sorpresa»,lo harán en forma de «vapor de agua»,a un quinto de la velocidad de la luz.Luego cuando la galaxia vaya girando todo este vapor se irá envolviendo alrededor del núcleo formando lo que se llama su sistema de acreción, y es entonces cuando se empezará a liberar el Hidrógeno por una parte, convirtiéndose en lo que llamamos un Quasar, en el cual va a parar la casi totalidad del Hidrógeno emitido por la fusión anterior,porque pesa menos,y el Oxigeno que pesa más se liberará y se esparcirá alrededor de la galaxia.Por lo tanto en eso consiste el gran misterio de los agujeros negros.
    Consideramos que debemos hacer más aclaraciones,(aunque Ustedes La NASA,como los demás astrónomos conocen ya perfectamente de lo que estamos hablando),humildemente deseamos mostrarle nuestra opinión al respecto,con el comentario anterior adjunto,y es que hemos averiguado que,a 10.000 años luz de distancia de nuestra Tierra existe un Sol con su agujero negro llamado MAXI J1820+070,con una masa 8 veces la masa de nuestro Sol,y el comportamiento de este agujero negro se basa en observaciones obtenidas con el Observatorio Chandra en Noviembre de 2018 y en Febrero,Mayo y Junio de 2019,según un estudio dirigido por la Astrofísica: Mathilde Espinasse de la Universidad de París, y publicado en the Astrophysical Journal Letters.
    Y dice, que han averiguado que lo que expulsa este Sol con su agujero negro,son haces cortos de material o chorros de gas caliente,que apuntan en direcciones opuestas,(Norte y Sur) sobre el 80% de la velocidad de la luz,que luego chocarán, impactarán y empujarán con el material circundante,(provocando explosiones sónicas,`con eso los chorros se desaceleran con el choque).Este material circundante no es otro, mas que el Hidrógeno neutro, mezclado con el Oxígeno gravitando alrededor y el interior de nuestra galaxia.
    He de comentarles y señalar además,que todo ese material circundante dentro de la Vía Láctea,al ser penetrado con esa presión tan brutal, y calentado a temperaturas de millones de grados,hace que todo ese material se pueda convertir en enormes bolsas llenas de «Burbujas de gas»,(y ahora se explica porqué aparecen estas).Con ello mejorará tanto el arrastre como la ligereza en el traslado de los gases hacia el agujero negro supermasivo Sagr.A*de nuestra galaxia,por los Soles,Objetos G,y otras estructuras siderales.Así como su absorción por el mismo.
    Dicho esto,nos interesa que se aclare bien nuestro comentario,y que sea lo más verosímil posible,
    Así que estos son los verdaderos Molinos de Empuje,quienes facilitan que los gases arriben a su lugar de destino,para el alimento o como el combustible, que necesita nuestra galaxia,asi como todas las demás en este Universo.
    También he leido un informe sobre las nubes «G»,que los astrónomos consideran objetos rodeados de gas,en cuyo interior se encuentran dos estrellas unidas, que clasifican como binarias, que rodean la Via Láctea.Se dice que hay por lo menos 6 de estos objetos «G».En mi opinión son soles que viajan unidos transportándole a la galaxia los gases que esta necesita para su mantenimiento.Y aunque parezca Ciencia Ficción, esto ya lo he comentado en mensajes anteriores,y tengo el convencimiento de que es así.
    Porque estos objetos G,dentro de nubes de gas,lo que hacen es acercarse al agujero negro supermasivo de la galaxia,a velocidades increibles,y es entonces cuando el agujero negro absorbe parte del gas que estos objetos llevan,(Hidrógeno mexclado con el Oxígeno,y otros que gravitan por allí),con lo cual dichos objetos sufren un desgarro externo, lo que ocasiona una pérdida de gas muy considerable,y que por supuesto a la galaxia le servirá como combustible,o alimento necesario,para su mantenimiento.
    De momento lo voy a dejar así,esperando que se entienda bien lo que digo,porque mi misión consiste en interpretar todo lo que ocurre «Por ahí Arriba». Recibid un fraternal abrazo