La escala de Kardashov y la esfera de Dyson

En alguna ocasión he hablado aquí sobre la vida extraterrestre, y sobre muchos de los aspectos que podrían rodearla (como la posibilidad de que exista, de que contactemos con ellos, y un largo etcétera). Pero, si queremos hablar con propiedad de la vida extraterrestre, no nos queda más remedio que adentrarnos en el mundo de la ciencia ficción y las hipótesis. No hay otra opción, porque no tenemos ninguna base sobre la que comparar lo que podemos plantearnos. Así qué… ¿por dónde empezar?

Una escala para medirlos a todos

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Nuestra propia civilización no llegaría, todavía, al Tipo I de la Escala de Kardashov (aunque no estaríamos tan lejos).

En 1964, el astrónomo ruso Nikolai Kardashov propuso utilizar una escala hipotética para identificar las posibles civilizaciones que podrían habitar nuestra galaxia y otros rincones del universo. En ella, medimos el avance tecnológico de una civilización en función de la cantidad de energía que pueden usar, y planteamos tres categorías a tal fin. Los Tipos I, II y III. Una civilización de tipo I usaría todos los recursos disponibles en su planeta natal, una de tipo II sería capaz de usar toda la energía que emite su estrella, y una de tipo III toda la energía de su galaxia.

Por tanto, cada definición quedaría de una manera similar a ésta:

Tipo I: Una civilización con un nivel tecnológico similar al obtenido en la actualidad en la Tierra, con un consumo de energía, aproximadamente, equivalente a la cantidad de energía que recibimos del Sol (toda la superficie de la Tierra). En realidad, en esta escala, nosotros no habríamos llegado todavía al Tipo I.

Tipo II: Una civilización con un nivel tecnológico capaz de controlar la energía radiada por su propia estrella (por ejemplo, con una esfera de Dyson, de la que hablaré más adelante). El uso de energía de una civilización así sería comparable a la luminosidad del Sol.

Tipo III: Una civilización con un nivel tecnológico que le permite estar en posesión de la energía a nivel galáctico. Una civlización así tendría acceso a una potencia comparable a la luminosidad de toda la Vía Láctea. Es decir, unos 4 x 1037 vatios…

¿Cómo conseguir llegar a cada nivel?

M51, La Galaxia Remolino

Una civilización del Tipo III necesitaría (y utilizaría) tanta energía como la emitida por toda una galaxia.

Como habrás visto, la escala de Kardashov se centra específicamente en cuanta energía puede producir o consumir una hipotética civilización, así que podemos centrarnos en ese aspecto en particular para intentar entender cómo podría funcionar algo así. Puede parecer todo muy arbitrario, pero como verás, en realidad hace falta un cierto nivel tecnológico para poder hacer las cosas que se describen en cada nivel.

Una civilización de tipo I podría conseguirlo por varias vías. Por ejemplo, por medio de la fusión de energía, para lo que haría falta transformar 2 kilos de materia en energía por segundo, algo que, al menos en teoría, se podría conseguir fusionando 280 kg de hidrógeno a helio por segundo. Este método en particular podría ser sostenible en nuestro planeta en una escala de tiempo geológica.

Otra posibilidad sería la de tener grandes cantidades de antimateria, que en colisiones con materia produciría muchísima energía. Sin embargo, hoy por hoy nuestro conocimiento de la antimateria nos impediría utilizarla como fuente de energía. Por último, también se podría utilizar la energía renovable, convirtiendo la luz del sol que recibimos en electricidad. Ésta última suena bien, ¿no? El problema es que, ciñéndonos a la descripción propuesta por Kardashov, necesitaríamos absorber toda la energía solar que recibe el planeta, y no hay forma conocida de hacerlo sin recubrir toda la superficie de placas solares… océanos incluidos.

La constelación de las Pléyades

La constelación de las Pléyades

Si saltamos al Tipo II, nos encontraremos con que los métodos planteados en el Tipo I podrían seguir siendo factibles si una hipotética civilización las aplicase a una gran cantidad de planetas en muchos sistemas solares. Del mismo modo, se podría conseguir con una esfera de Dyson, o una construcción hipotética similar, que permita capturar toda la energía de una estrella. La esfera de Dyson es un concepto ya de por sí bastante exótico si tenemos en cuenta nuestros conocimientos actuales, ¿verdad? Pues espera, que viene lo mejor.

Otras vías posibles serían: lanzar masa estelar a un agujero negro y recoger los fotones emitidos en el disco de acreción, o por medio de cirugía estelar (a falta de una traducción mejor para el término anglosajón star lifting) que consiste, literalmente, en eliminar porciones sustanciales de materia de una estrella de manera controlada para destinarla a otros usos…

Finalmente, en el Tipo III, encontraríamos que las técnicas del Tipo II podrían seguir siendo válidas si se aplican a todas las estrellas posibles de una o varias galaxias, u otros métodos, como por ejemplo, utilizar la energía liberada por los agujeros negros supermasivos que, creemos, existen en el centro de todas las galaxias. Los agujeros blancos, si es que existen, podrían proporcionar cantidades descomunales de energía si se recogiese toda la materia expulsada.

Así mismo, se podría capturar la energía de las ráfagas de rayos gamma, o las emisiones de los quásares, suponiendo que fuesen recoleccionables.

Hay muchas variantes de la escala

Recreación artística de un disco de polvo y gas alrededor de una estrella.

Recreación artística de un disco de polvo y gas alrededor de una estrella.

Con el paso del tiempo, ha habido variaciones y sugerencias para ampliar y expandir la escala de Kardashov, bien con más niveles (desde el Tipo 0 al V), o bien con otros aspectos no relacionados con la cantidad de energía utilizable. Por ejemplo, Carl Sagan propuso añadir también la cantidad de información disponible para una civilización.

En esa escala, Sagan utilizaba la letra A para representar 1.000.000 de bits únicos de información (menos de lo registrado en cualquier cultura humana) y cada letra sucesiva representaba un orden de magnitud superior. Es decir, desde el 106, del nivel A, al 1031 del nivel Z (recuerda que usamos el alfabeto inglés en este ejemplo). En este caso, la Tierra, en 1973, hubiera sido representada como una civilización 0.7 H, con acceso a 1013 bits de información. A día de hoy, si utilizasemos el dato de toda la información disponible (que no es lo mismo que todo el conocimiento), tendríamos acceso a 1018 bits de información, y por tanto seríamos una civilización 0.7 M.

El propio Carl Sagan creía que no existe ninguna civilización que haya alcanzado el nivel Z, argumentando que tanta información sobrepasaría a la de todas las especies inteligentes de un supercúmulo galático, y añadiendo que el universo no es lo suficientemente viejo para poder intercambiar información a distancias mayores. Como habrás imaginado ya, además, la escala de Carl Sagan no está ligada a la de Kardashov, podría existir una civilización de Tipo II y nivel H, por ejemplo, o una de Tipo III que no fuese Z.

La esfera de Dyson

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Concepto artístico de una esfera de Dyson. Crédito: Adam Burn

Ya hemos hablado de la escala de Kardashov, y de cómo podríamos clasificar las hipotéticas civilizaciones que existan ahí fuera. Uno de los mecanismos más populares es el de una esfera de Dyson, propuesta por el astrónomo (y físico téorico entre muchas otras cosas) británico, Freeman Dyson. Especuló que este tipo de estructuras deberían ser, eventualmente, la consecuencia lógica de la supervivencia a largo plazo de una civilización, y sus crecientes necesidades de energía (como puede que esto sea un tanto denso, no pierdas la perspectiva: si una civilización crece de manera ilimitada, cuanto más viva, mayor será su necesidad de energía; tarde o temprano, su propio planeta no sería suficiente para darle la energía que necesita, así que Dyson razonaba que, por fuerza, el siguiente paso lógico era plantearse cómo utilizar la energía de su estrella).

El físico británico llegó a proponer que buscar la evidencia de la existencia de este tipo de estructuras podrían permitirnos detectar vida avanzada inteligente. Al igual que con la escala de Kardashov, se han propuesto muchas variantes de la esfera. En la mayoría de los casos, sin embargo, la descripción más habitual es la de una carcasa sólida de materia que encierre a la estrella (es decir, si hubiese una en el Sistema Solar que tuviese un tamaño algo superior a la órbita de la Tierra, todo lo que quedase más allá de nuestra órbita dejaría de recibir la luz del Sol), y es, irónicamente, la variante menos plausible.

En la versión original de Freeman Dyson, el sistema que proponía era el de estructuras en órbita (a las que describió como un cascarón) diseñadas para interceptar y recoger toda la energía producida por el Sol. Dyson no detallaba cómo podría construirse un sistema así, y sólo se centró en el problema de la recolección de energía, destacando que una estructura así sería reconocible por que emitiría su energía en un espectro muy inusual comparado con el de una estrella.

Por ahora, todo es ciencia ficción y teoría

Freeman Dyson, el 5 de octubre de 2005 Crédito: Fotografía hecha por el usuario de Flickr ioerror, Jacob Appelbaum

Freeman Dyson, el 5 de octubre de 2005
Crédito: Fotografía hecha por el usuario de Flickr ioerror, Jacob Appelbaum

Aunque sí es posible construir una esfera de Dyson (en cuanto a la física concierne), evidentemente nuestra civilización está muy lejos de poder conseguir algo así. Incluso llegar a ser una civilización de Tipo I está todavía muy lejos de nuestro alcance (pero sin duda terminaremos llegando a ese nivel si perduramos lo suficiente en este planeta), y por tanto todo esto es un ejercicio teórico más que práctico.

Para aquellos que buscan vida extraterrestre, o que gustan de teorizar sobre su existencia, sin embargo, es una herramienta que puede ser de lo más interesante. Lo bueno de que sea teórico es que no hay nada que te impida crear tu propia escalar, o proponer tu propia alternativa a la esfera. Quién sabe, quizá un día encontremos vida extraterrestre gracias a un sistema alternativo, desarrollado en base a las teorías propuestas por Kardashov y Dyson…

Referencias: Wikipedia I y Wikipedia II

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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23 Respuestas

  1. Melioth dice:

    Señor, he encontrado una pequeña errata “Pero, si queremos hablar con propedad…” Se ha comido usted la “i” en propiedad.

  2. Ric dice:

    muy interesante, ojala lleguemos a ese nivel tecnológico, aunque dudo mucho se utilice la esfera de Dyson, veríamos otras maneras de absorber la energía sin tener que construir semejante estructura en el espacio.

  3. Cosmos dice:

    Una civilización tipo IV es propuesta por el físico teórico Michio Kaku en su libro “Universos paralelos” a la que se le conoce como civilización Extra-galáctica, tal civilización extraería una vasta energía superior a la energía de los quásares (10^ 40 W) , el consumo de energía de esta civilización sería de 10^45 W de potencia o incluso superior a esa cifra.

    Se ha especulado que una civilización tipo IV podría obtener esa energía aprovechando la energía oscura (una fuerza de aceleración que se encarga de expandir el Universo) los astrónomos la descubrieron en 1998. Una civilización así podría aprovechar toda la energía del Universo observable.

    La civilización Tipo V es muy cuestionable, Frank J.A Tipler tiene mucha culpa de esto. Una civilización tipo V podría ser denominada Omega, y es la que el físico David Deutsch discute en su libro “The Fabric of Reality” la idea de un Generador de Realidad Virtual Universal, un ordenador cósmico capaz de almacenar una información infinita de cálculo. Una civilización así podría extraer la energía no solo de nuestro Universo sino de otros Universos (Multiverso). La teoría del Punto Omega al menos es testable, pero no deja de ser mera especulación que una civilización así pueda forzar un colapso gravitacional (Big-Crunch) asimétrico. En cualquier caso aunque nuestros descendientes no puedan controlar el destino final del universo, no todos los universos (Multiverso) tendrán obligatoríamente que acabar en un Big-Rip, Big-Freeze o incluso un Big-Bounce, muchos de ellos implosionarán (Big-Crunch) así que asumiendo que el principio de Turing es verdad y especulando que otras inteligencias en otros universos lo harán (un ordenador Universal) es posible que el Punto Omega pueda ocurrir sino en todos, en algunos universos. El resto ya sábeis de la teoría.

    En cualquier caso solo podemos considerar como posibles logros científicos en el futuro lejano una civilización tipo III, y construir un universo Bebé artificial (ver la teoría del físico Alan Guth de la inflación) para ello sería necesario construir un colisionador de hadrones tan grande como al menos el sistema solar entero para lograr una temperatura de 100 trillones de grados centígrados, nuestro LHC solo es capaz de producir 100.000 grados centígrados la energía equivalente que se encuentra en el núcleo del sol pero no es suficiente para crear un Universo, producir la “inflación” y además ser capaz de manipular la energía de una estrella entera para crear un agujero de gusano rasgando el tejido del espacio-tiempo y escapar a ese universo paralelo antes de la posible muerte térmica del Universo (Big-Freeze) y comenzar de nuevo o quizás mucho antes abandonando el sistema solar para evitar que el sol nos bañe en un holocausto de fuego dentro de aproximadamente 5 mil millones de años, o sino es posible crear agujeros de gusano para esa fecha límite, nuestros descendientes (en caso de que la civilización humana no haya sido extinguida ha finales de este siglo o en el siguiente por múltiples amenazas) tendrán que colonizar otros mundos con otras estrellas. Esto científicamente sería viable, pero estamos hablando de miles de millones de años en el futuro.

  4. Áurea dice:

    Me vi un documental muy interesante de una teoría parecida que planteaba Michio Kaku. Buen artículo!!

  1. 15 octubre, 2015

    […] hecho, para mí, lo de la esfera de Dyson tan siquiera está en igualdad de condiciones con las otras posibilidades que se […]

  2. 15 octubre, 2015

    […] hecho, para mí, lo de la esfera de Dyson tan siquiera está en igualdad de condiciones con las otras posibilidades que se […]

  3. 15 octubre, 2015

    […] hecho, para mí, lo de la esfera de Dyson tan siquiera está en igualdad de condiciones con las otras posibilidades que se […]

  4. 2 noviembre, 2015

    […] últimas semanas: es muy poco probable que lo que estemos viendo en la estrella KIC 8462852 sea una esfera de Dyson en proceso de construcción. Para algunos, esta afirmación es equivalente a decir que los […]

  5. 17 noviembre, 2015
  6. 14 enero, 2016

    […] que, por primera vez, se llegó a plantear que pudiésemos estar observando algún tipo de estructura alienígena. Con el paso de los meses, las últimas hipótesis apuntaban hacia un posible oscurecimiento por […]

  7. 25 enero, 2016

    […] y alguna de ellas debería haber avanzado en la escala de Kardashov y construir algo como una esfera de Dyson o, al menos, naves espaciales más avanzadas que las nuestras. Debería ser sencillo […]

  8. 9 agosto, 2016

    […] artístico de una esfera de Dyson.Crédito: Adam […]

  9. 1 septiembre, 2016

    […] Nadie está afirmando que esto haya sido producido por una civilización extraterrestre, pero desde luego parece un buen lugar al que apuntar nuestros radiotelescopios para poder escuchar cualquier otra señal que pudiese llegar desde allí. Por la intensidad de la señal, los investigadores dicen que si la señal procede de una báliza isotrópica (es decir, que emite su señal uniformemente en todas las direcciones en el espacio), sólo sería posible para una civilización de tipo II en la escala de Kardashov. […]

  10. 17 octubre, 2016

    […] artístico de una esfera de Dyson.Crédito: Adam […]

  11. 10 noviembre, 2016

    […] escenario 6 millones de años en el futuro, la historia habla de tecnologías del nivel III de la escala de Kardashov. Es decir, civilizaciones que son capaces de utilizar la energía de […]

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