En el ámbito de la ciencia ficción, las esferas de Dyson y los mundos en anillo han sido elementos recurrentes a lo largo de las décadas. Sin embargo, es bien conocido que los diseños más simples de estas estructuras son inestables frente a las fuerzas gravitatorias, lo que podría llevar a su destrucción. Recientemente, un científico de Escocia ha demostrado que ciertas configuraciones de estos objetos, cuando se sitúan cerca de un sistema de dos masas, pueden ser estables y resistir tales fracturas. Este trabajo ha sido publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Colin McInnes, profesor de ingeniería en la Universidad de Glasgow y un apasionado de la ingeniería a escalas astronómicas, se ha inspirado en las obras de Larry Niven, especialmente en su serie de novelas sobre el «Ringworld». En su investigación, McInnes ha abordado el problema de la estabilidad de estas estructuras en un contexto de dos cuerpos masivos que orbitan entre sí.
Las Esferas de Dyson y Su Inestabilidad
El concepto de esfera de Dyson fue propuesto por el físico Freeman Dyson en un artículo de 1960, donde describió una estructura que rodearía completamente a una estrella, construida a partir de material planetario. Aunque Dyson calculó que tal esfera podría ser construida con el material disponible en el sistema solar, su diseño es inherentemente inestable. Esto se debe a que los objetos dentro de la esfera no experimentarían una fuerza gravitacional neta, lo que permitiría que una estrella se desplace bajo cualquier perturbación leve, generando tensiones que podrían romper la esfera.
De manera similar, un anillo rígido alrededor de una estrella o un planeta, como se presenta en las novelas de Niven, también es inestable. Cualquier pequeña diferencia en la gravedad podría hacer que el anillo colisionara con la estrella. Por lo tanto, McInnes se propuso estudiar un problema de tres cuerpos restringido, donde dos masas iguales orbitan circularmente y un anillo de masa infinitesimal rota en su plano orbital. Este anillo podría rodear ambas masas, solo una o ninguna.
En su análisis, McInnes descubrió que hay siete puntos de equilibrio en el plano orbital de las masas duales. Estos puntos permiten que, si se coloca el centro del anillo en ellos, este permanecería estable sin experimentar tensiones. De los puntos de equilibrio, uno incluye ambas masas, mientras que dos encierran una y cuatro no encierran ninguna. Esta configuración ofrece un nuevo entendimiento sobre la estabilidad de estructuras a gran escala en el espacio.
La investigación también se extiende a la estabilidad de una esfera Dyson que envuelve a dos masas. Aunque se ha encontrado que existen siete puntos de equilibrio, la única configuración estable es aquella que envuelve la masa más pequeña. Este hallazgo sugiere que una esfera de Dyson podría teóricamente estar en una configuración de equilibrio estable en un sistema binario, siempre que la masa secundaria tenga un tamaño comparable a la mitad de la masa primaria.
El trabajo de McInnes no solo tiene implicaciones para la teoría astrofísica, sino que también puede influir en la búsqueda de inteligencia extraterrestre. Entender cuándo estas estructuras pueden ser estables podría guiar futuras investigaciones del SETI, ya que ciertos patrones en la observación de estrellas podrían indicar la presencia de tales construcciones avanzadas en el espacio.
