Los agujeros negros podrían usarse como enormes baterías cósmicas

Los agujeros negros son algunos de los objetos más poderosos del universo, y los humanos podrían idear formas de aprovechar ese poder como fuente de energía, afirma un nuevo estudio teórico.

Un equipo de investigadores chinos sugiere que los agujeros negros podrían emplearse en el futuro como gigantescas baterías: se lograría almacenar energía en ellos y luego extraerla utilizando sus propiedades rotacionales y gravitacionales.

"Sabemos que podemos extraer energía de los agujeros negros, y también sabemos que podemos inyectarles energía, casi como si se tratara de una batería", indicó en un artículo de Space.com el científico Zhan Feng Mai, investigador del Instituto Kavli de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Pekín, en China.

Mai es el autor principal de un nuevo estudio, publicado recientemente en la revista Physical Review D, que explora el potencial de los agujeros negros para producir y almacenar energía.

Casi como la batería de un móvil

Uno de los escenarios hipotéticos planteados por los investigadores indica que los agujeros negros podrían "cargarse" inyectándoles partículas masivas cargadas eléctricamente. 

Las cargas serían absorbidas hasta que el propio agujero negro creara un campo eléctrico capaz de repeler cualquier carga adicional que se intentará sumar, del mismo modo que sucede con la batería de un dispositivo electrónico.

En el momento en que la repulsión electromagnética fuera mayor que la atracción gravitacional del agujero negro, los científicos considerarían que el agujero negro se habría cargado por completo. 

Según la teoría de la relatividad general de Einstein, que indica que la masa puede ser tratada como equivalente a la energía, la energía disponible en el agujero negro surgiría de una combinación de las cargas eléctricas inyectadas en él con la masa de esas cargas eléctricas, explican los científicos en su estudio.

"En ese escenario, la batería del agujero negro estaría transformando la energía de la masa de la partícula en energía de carga", agregó Mai en el artículo citado previamente.

Alta eficiencia energética

De acuerdo a los cálculos de los investigadores, la eficiencia del proceso de recarga sería del 25%: en consecuencia, las "baterías" de los agujeros negros podrían transformar aproximadamente una cuarta parte de la masa introducida en ellos en energía disponible en forma de campo eléctrico. 

De esta manera, los especialistas creen que la eficiencia de la batería sería aproximadamente 250 veces mayor que la alcanzada por una bomba atómica.

En cuanto al proceso de extracción energética, los investigadores utilizarían un método basado en la superradiancia, que se sustenta en la idea de que el espacio-tiempo es literalmente arrastrado alrededor de la rotación de un agujero negro mientras gira, a partir de la intensidad de su poderoso campo gravitacional.

Aunque las ondas gravitacionales o electromagnéticas que ingresaran en esta región de rotación también serían arrastradas hacia el interior de la estructura, una parte de ellas que aún no hubieran pasado el horizonte de sucesos del agujero negro, o sea el límite que determina que nada puede escapar de su influencia, incluso la luz, podrían ser arrastradas y desviados con más energía de la que llevaban inicialmente. 

Este proceso convertiría la energía rotacional del agujero negro en energía aprovechable y extraíble, hipotetizan los investigadores. Aclaran igualmente que existen otras posibilidades o caminos hipotéticos.

Tambien subrayan que es un trabajo teórico, y que no pueden asegurar si en algún momento se dispondrá de la tecnología necesaria para llevar la idea a la práctica, aunque sus beneficios serían considerables.

Referencia

Black holes as rechargeable batteries and nuclear reactors. Zhan-Feng Mai and Run-Qiu Yang. Physical Review D (2023). DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevD.108.104066