¿Y si usáramos los agujeros negros como fuente de energía?

¿Es posible utilizar los agujeros negros como verdaderas baterías y, por tanto, explotarlos para generar electricidad? Ésta es la pregunta de la que partieron Zhan-Feng Mai y Run-Qiu Yang, investigadores del departamento de física de la Universidad de Tianjin (China), y a la que intentaron responder, al menos teóricamente, en un estudio publicado en la revista científica Physical Review D. en noviembre de 2023.

La conclusión extraída de las ecuaciones matemáticas es que sí, teóricamente es posible pensar en explotar la fuerza gravitacional de cierto tipo de agujero negro para generar electricidad. La práctica, sin embargo, queda cuanto menos lejana. También porque todavía no sabemos si los agujeros negros del tamaño adecuado para este tipo de aplicación existen realmente o sólo en la teoría de los físicos.

De hecho, los agujeros negros suelen dividirse en tres categorías en función de su masa: los hay supermasivos, los de masa intermedia y los llamados de “masa estelar”, que se forman a partir del colapso de una estrella con una masa igual o superior a 20 veces la del Sol. Luego habría una cuarta categoría, la de los agujeros primordiales, de cuya existencia aún no estamos seguros.

Estos últimos se habrían originado en los primeros momentos posteriores a la formación del universo tal como lo conocemos, a partir de cúmulos de material muy caliente y denso. Posteriormente, con la progresiva expansión y enfriamiento del cosmos, las condiciones necesarias para la formación de este tipo de agujeros negros habrían desaparecido.Si existen, los primordiales son objetos pequeños en comparación con los otros tres tipos de agujeros negros. Precisamente por eso podrían haberse ‘evaporado’ con el tiempo debido a un proceso cuántico (también hipotético) conocido como radiación de Hawking, que consumiría, por así decirlo, más rápidamente los agujeros negros más pequeños. Sin embargo, todavía podrían existir agujeros negros primordiales de mayor tamaño en algún lugar del universo, a la espera de ser descubiertos y tal vez utilizados para producir energía

Según los cálculos de Mai y Yang, de hecho, en términos de tamaño, serían los agujeros negros primordiales los que podrían actuar, al menos teóricamente, como reactores nucleares de los que se podría extraer electricidad. En particular, para este fin podrían utilizarse agujeros negros con dimensiones iguales a las de un átomo y con una masa del orden de 1015-1018 kilogramos. A modo de comparación, Sagittarius A*, un agujero negro supermasivo de nuestra galaxia, tiene una masa cuatro millones de veces la del Sol y pesa alrededor de 2×1030 kilogramos.

La opción propuesta por los dos investigadores, a partir de los resultados de ecuaciones complejas, sería ‘recargar’ este tipo de agujeros negros aportando partículas alfa, que se obtienen mediante desintegración radiactiva, las cuales luego se convertirían en positrones, las antipartículas de los electrones. Según los resultados del estudio, en el mejor de los casos sería posible recuperar en forma de energía el equivalente al 25 % de la masa de las partículas utilizadas para alimentar el agujero negro primordial.

Un buen resultado, si pensamos que la eficiencia de los paneles fotovoltaicos actuales ronda de media ese mismo porcentaje. Dicho esto, primero será necesario descubrir los agujeros negros primordiales (si es que existen) y luego habrá que afrontar toda una serie de retos que por el momento parecen casi insuperables desde un punto de vista técnico.

Hace unos pocos años, el físico Roger Penrose descubrió que se puede robar energía de los agujeros negros rotantes, aquellos que poseen un área llamada ergosfera donde todo es arrastrado por la rotación. Por otro lado, astrofísicos del centro ICRAR de Australia ya han analizado las emisiones energéticas de un agujero que crece en la galaxia M83 y descubrieron que libera gran cantidad de energía a través del viento y los chorros que genera.

La ciencia y la investigación cumplen con su deber también abriendo el camino a nuevas preguntas o nuevas maneras de ver un determinado tema. Y encontrar una manera de obtener energía de los agujeros negros es una cuestión que mantiene en vilo a los físicos teóricos desde hace ya algún tiempo. La posteridad dirá si sus teorías eran válidas y, mientas tanto, conviene estar atento a las oportunidades que abre.