viernes, mayo 15, 2015

Agujero negro artificial de combustible

Un problema importante con la exploración espacial es el combustible. Es una gran bola de nieve: para ir más lejos, se necesita más combustible, que es pesado y requiere una gran cantidad de espacio; por lo tanto, se necesitan naves más grandes, pero por su tamaño y peso, necesitarán aún más combustible para moverse.

Precisamente porque es un obstáculo tan importante, no hay escasez de personas que traten de superar este obstáculo. Según una teoría, puede ser posible crear un sistema de propulsión avanzada que se aprovecharía de la energía disponible en un agujero negro artificial, una unidad llamada Schwarzschild Kugelblitz.

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Realizar el viaje interestelar ciertamente es uno de los retos más difíciles de superar por la civilización humana. Las distancias a incluso a las estrellas más cercanas son tan extraordinarios que desalientan un poco este tipo de viajes.

Incluso si la separación entre la Tierra y el sol fuera de centímetros, la estrella más cercana a nuestro sistema solar, Proxima Centauri,  estaría a kilómetros de distancia.

El objeto más rápido jamás construido por la humanidad es la sonda espacial Voyager 1, que se mueve a 18 kilómetros por segundo. Si fuera hacia Proxima Centauri (que no lo está haciendo), la Voyager 1 llegaría a nuestro vecino estelar en unos 80.000 años.

Está claro que si el viaje interestelar se realiza en escalas de tiempo humanas, alcanzar velocidades mucho más altas es una necesidad. Con 10% de la velocidad de la luz (un millar de veces más rápido que la Voyager 1, pero una tasa concebible para motores de fusión es probables que pueden llegar nosotros pronto), se podría llegar a Próxima Centuri en unos 45 años.

Sin embargo, las energías necesarias para lograr fracciones sustanciales de la velocidad de la luz, lo que reduciría el tiempo de viaje a las estrellas dentro de una vida humana, también se confunden. Cada medio kilogramo de una nave en movimiento al 99,9% de la velocidad de la luz tendrá que utilizar una energía cinética de más de tres veces mayor que la energía de la más grande arma nuclear jamás detonada. Sin embargo, puede haber una manera de proporcionar un motor para tales energías prodigiosas.

 

viaje interestelar

En su artículo "cirujanos" de 1955, John Wheeler, uno de los pioneros de la teoría de los agujeros negros, acuñó el término "Kugelblitz", que se traduce en algo así como "centellas".

Sugirió que si la energía lo suficientemente pura puede centrarse en una región del espacio, esta energía formaría un agujero negro microscópico, lo que podría ser descrito por las ecuaciones de Karl Schwarzschild como un ( "Schwarzschild Kugelblitz" (o SK).

Pasaron 19 años, para encontrarnos con el trabajo innovador de Stephen Hawking, que se dio cuenta de que los efectos de la mecánica cuántica cerca del horizonte de sucesos de un agujero negro (el límite más allá del cual la luz u otra radiación puede escapar) daría lugar a la emisión de radiación, la llamada "radiación Hawking".

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Cuanto más pequeño sea el agujero negro, mayor es su potencia radiada y baja su masa, pero su vida útil es más corta hasta que se evapora por completo.

El postulado de Wheeler y la teoría de la radiación de Hawking podrían hacer concebible un tipo totalmente nuevo de nave interestelar, cuya propulsión y / o sistemas de energía sería impulsado por un Schwarzschild Kugelblitz.

Para ser útil, el SK tendría que ser lo suficientemente pequeño como para conducir la energía necesaria, lo suficientemente ligera para ser razonablemente rápido, pero lo suficientemente grande como para tener una vida satisfactoria.

Tal Schwarzschild Kugelblitz sería extremadamente pequeño, incluso más pequeño que un protón, que es uno de los componentes básicos de un átomo.

A pesar de ser tan pequeño, los Schwarzschild Kugelblitzes son increíblemente pesados. Un SK típico pesa más de dos edificios Empire State y tiene una potencia de unos 129 petawatts (1 Petawatt = 10 cuatrillones de vatios).

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