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Científico chileno y descubrimiento clave sobre generación energética a partir de agujeros negros: “Demostramos su relevancia”

por 10 febrero, 2021

Científico chileno y descubrimiento clave sobre generación energética a partir de agujeros negros: “Demostramos su relevancia”
“Llevamos varios años trabajando en plasmas astrofísicos”, cuenta el físico Felipe Asenjo, académico de la Universidad Adolfo Ibañez. “Nos interesa los procesos que ocurren cuando estos plasmas −que son un estado de la materia, donde la materia misma está ionizada y caliente− interactúan con la gravedad muy fuerte de los agujeros negros. Por esto quisimos estudiar la factibilidad de usar plasmas para extraer energía a través de la reconexión magnética que ocurre en ellos. Trabajamos en esta idea aproximadamente un año y medio”.
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Un chileno ha sido clave en un descubrimiento sobre la generación energética que podría realizarse a partir de los agujeros negros, y que fue publicada en la revista Physical Review D.

Se trata del físico Felipe Asenjo, académico de la Universidad Adolfo Ibañez, que se dedica al estudio de los misterios de la Relatividad General, la Mecánica Cuántica y los plasmas. Estos últimos se refieren a un estado de la materia que orbita alrededor de estos agujeros y que genera fenómenos muy energéticos.

Asenjo realizó el descubrimiento junto a su colega italiano Luca Comisso, académico de la Universidad de Columbia.

“Llevamos varios años trabajando en plasmas astrofísicos”, cuenta Asenjo. “Nos interesan los procesos que ocurren cuando estos plasmas −que son un estado de la materia, donde la materia misma está ionizada y caliente− interactúan con la gravedad muy fuerte de los agujeros negros. Por esto quisimos estudiar la factibilidad de usar plasmas para extraer energía a través de la reconexión magnética que ocurre en ellos. Trabajamos en esta idea aproximadamente un año y medio”.

Vieja idea

La idea de obtener energía de los agujeros negros no es nueva. En 1969, el físico inglés Roger Penrose descubrió que partículas que aún no caían al agujero negro podían extraer su energía rotacional.

"Esto ocurre en una región del espacio-tiempo del agujero llamada ergósfera, que es un lugar donde todo rota, pero aún se está afuera del horizonte de eventos del agujero”, explica Asenjo.

Penrose no es un científico cualquiera. Es académico de la Universidad de Oxford, conocido por sus contribuciones a la teoría de la relatividad general y a la cosmología.

El año pasado obtuvo el Premio Nobel de Física junto a dos colegas, el alemán Reinhard Genzel y la estadounidense Andrea Ghez, “por el descubrimiento de que la formación de agujeros negros es una predicción sólida de la teoría general de la relatividad”. ​

Un paso más allá

Sin embargo, Asenjo y Comisso fueron más allá de la teoría de Penrose.

“El proceso de Penrose es para dos pedazos de partículas, mientras una cae al agujero, la otra escapa robándole energía. El proceso que estudiamos tiene la misma idea, pero en vez de pedazos, usa dos chorros de plasmas producidos en la reconexión magnética”, comenta Asenjo.

La reconexión magnética es un evento donde el campo magnético de un plasma se destruye −para luego volverse a reconstruir− y en el intertanto le cede energía al plasma, explica.

“Cuando uno de los chorros de plasmas cae dentro del agujero, el otro podrá escapar llevándose energía del agujero. La diferencia es que, con plasmas, es posible extraer más energía que con pedazos de materia”, dice.

Producción energética

En un mundo de escasez energética, la idea suena atractiva, ya que el proceso podría alcanzar una eficiencia mayor a lo que se produce por cualquier planta de energía en la Tierra.

Sin embargo, los físicos no han calculado aún la magnitud de la energía que podría ser producida.

“La razón es porque no se pueden comparar de forma simple. Hay dos diferencias. El proceso de extraer energía usando reconexión magnética depende de muchos parámetros: la densidad del plasma, su velocidad de rotación, su magnetización, la masa del agujero negro, y la velocidad de su rotación también”, explica Asenjo.



“Cada uno de ellos es un parámetro independiente, y en principio, para un agujero negro gigante, que rote muy rápido, con un plasma alrededor muy caliente y rápido, rodeado de un campo magnético enorme, la energía extraída sería enorme, mayor a lo que puede producir cualquier planta de energía en la Tierra”, dice.

Asenjo agrega que la otra diferencia es que este proceso de extracción es intermitente.

“Ocurrirá sólo cuando ocurra una reconexión, y por lo tanto no es algo continuo, como ocurre con la energía producida en las plantas de energía”.

La importancia del descubrimiento

Esta investigación aún se realiza en el ámbito teórico. ¿Es posible realizar esto en un laboratorio o recrear un “mini” agujero negro y crear así energía?

“No, no se puede”, responde. “Para que el proceso que estudiamos nosotros sea posible, se necesita un agujero negro muy grande −con mucha masa− y que gire muy rápido”.

“No hay nada comparable que podamos construir en la Tierra, por ahora”, añade.

Con respecto a la importancia de este descubrimiento, para Asenjo se encuentra “en que demostramos de forma consistente que esta nueva forma de extraer energía es un fenómeno relevante a considerar en astrofísica”.

“Podría ser que estos procesos estén ocurriendo ahora mismo alrededor de agujeros negros, impulsando a los grandes jets que se observan en agujeros negros gigantes. Mientras más procesos de extracción de energía de agujeros negros descubramos, más probable es que entendamos cómo ocurren los fenómenos altamente energéticos que observamos en el universo”, concluye.

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