Fonti enormi di energia

I buchi neri sono più di semplici oggetti enormi che inghiottono tutto ciò che li circonda: sono anche una delle fonti di energia più grandi e stabili dell’universo. 

Raccogliere questa energia sarebbe molto vantaggioso per qualsiasi civiltà. Ma per farlo bisognerebbe circondare l’intero buco nero con qualcosa che possa catturare l’energia che sta emettendo.

Come catturare l’energia

Una potenziale soluzione potrebbe essere una sfera di Dyson, un’ipotetica struttura di megaingegneria stellare con la quale si potrebbe incapsulare un’intera stella (o, in questo caso, un buco nero) in una guaina artificiale e che catturerebbe tutta l’energia emessa dall’oggetto, anche la sfera stessa ne rilascerebbe a causa di perdite di calore. 

Ovviamente, tale struttura non è stata ancora realizzata, ma aluni studi dimostrano che è possibile farlo.

Quale energia catturare

Nonostante nessuna luce visibile superi la superficie di un buco nero, perché è un assorbitore di luce piuttosto che una fonte, si considerano sei diverse fonti di energia che una potenziale sfera di Dyson potrebbe raccogliere attorno a un buco nero. 

Sono l’onnipresente radiazione cosmica di fondo a microonde (che laverebbe sulla sfera indipendentemente da dove fosse posizionata), la radiazione di Hawking del buco nero, il suo disco di accrescimento , il suo accrescimento di Bondi, la sua corona e i suoi getti relativistici.

Alcune di queste fonti di energia sono molto più potenti di altre, con l’energia proveniente dal disco di accrescimento del buco nero che potrebbe essere catturata più facilmente.

Altri tipi di energia richiederebbero sfide ingegneristiche completamente diverse, come catturare l’energia cinetica dei getti relativistici che fuoriescono dai poli del buco nero. 

Quali buchi neri considerare

Le dimensioni ovviamente giocano un ruolo importante nella quantità di energia emessa da questi buchi neri. Ci si concentrano principalmente sui buchi neri di massa stellare come buon punto di confronto con altre potenziali fonti di energia. A quelle dimensioni, il solo disco di accrescimento fornirebbe centinaia di volte la produzione di energia di una stella della sequenza principale.

Sarebbe impossibile costruire una sfera di Dyson attorno a qualsiasi oggetto di quelle dimensioni con i materiali attualmente conosciuti.

Materiali alieni

Se una civiltà extraterrestre fosse interessata ad affrontare una tale sfida ingegneristica, molto probabilmente avrebbe materiali molto più resistenti di quelli che abbiamo oggi. 

Anche una singola sfera attorno a un singolo buco nero di massa stellare sarebbe sufficiente per fornire alla civiltà che l’avesse realizzata un livello di potenza inimmaginabile con la tecnologia attuale. Ma anche una civiltà così potente molto probabilmente non sarebbe in grado di piegare le leggi della fisica. Indipendentemente dal livello di potenza catturata, parte di essa andrebbe persa a causa del calore.

Il calore per individuare sfere di Dyson

Il calore è semplicemente un’altra forma di luce: l’infrarosso, per l’esattezza. E il calore emesso da una sfera di Dyson attorno a un buco nero dovrebbe essere rilevabile dai nostri attuali telescopi, come il Wide Field Infrared Survey Explorer e lo Sloan Digital Sky Survey, a una distanza di almeno 10 kpc, circa 1/3 della distanza che attraversa l’intera Via Lattea. 

Comunque, al di là di quanto queste stelle siano vicine, non apparirebbero come le stelle tradizionali, ma potrebbero essere rilevate usando il metodo della velocità radiale comunemente usato per trovare gli esopianeti.

Sebbene questo sia un utile lavoro teorico, di certo non c’è stata ancora alcuna prova dell’esistenza di una tale struttura. Ma considerando tutti i dati che stiamo già raccogliendo con i telescopi, potrebbe essere interessante scansionarli ancora una volta per verificare se c’è calore che emana da un luogo in cui non ce lo si aspetterebbe.