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Adelanta tu mente 150 años e imagina una infraestructura realmente salvaje: un colisionador de partículas que rodee toda la Luna como un cinturón. Puede sonar descabellado, pero los físicos que propusieron esta idea en 2021 afirman que la vasta estructura podría ser posible en el próximo siglo.
Los colisionadores de partículas propulsan partículas cargadas como protones y electrones entre sí a altas velocidades. En la Tierra, algunos son circulares, como el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) de Ginebra (Suiza). Otros están construidos en línea recta. Ambos diseños ayudan a las partículas a alcanzar velocidades fenomenales.
La energía de las colisiones puede crear materia en forma de nuevas partículas, incluidas algunas de las más grandes que conocemos (como el bosón de Higgs, una partícula fundamental que ayuda a dar masa a otras partículas). Disponer de espacio adicional para construir un colisionador de partículas más grande y potente podría conducir a los científicos al descubrimiento de otras partículas nuevas. Estas partículas ayudan a unir ideas físicas dispares y nos acercan a una comprensión más completa del universo. Una megaestructura en la Luna, por su parte, podría permitir una aceleración de partículas que alcance los 14 cuatrillones de electronvoltios, es decir, unas 1.000 veces más energía que el LHC, el colisionador de partículas más potente de la Tierra.
"Tenemos grandes preguntas abiertas en ciencia y física de partículas y no tenemos más pistas teóricas sobre dónde deberíamos ir para resolverlas", dice el doctor James Beacham, físico de partículas que trabaja para la Universidad de Duke y ayudó a teorizar el colisionador lunar. Construyendo un colisionador enorme, aumentamos la probabilidad de descubrir el próximo bosón de Higgs. También podemos seguir estudiando el nacimiento del universo "rebobinando" un pelo más hacia el Big Bang.
Construir este tipo de infraestructura masiva en la Luna puede parecer un reto insuperable. Pero, según Beacham, los pasos para hacerlo son prácticos y posibles.
Paso nº 1: Enviar a los trabajadores a la luna para hacer catas
En primer lugar, los científicos tendrán que ver qué materiales están disponibles en la Luna y qué tendrán que traer de la Tierra. El colisionador podría utilizar imanes normales superenfriados o imanes de "alta temperatura" (aproximadamente 100° Kelvin o -173° Celsius), por lo que los investigadores deben determinar si existen o no suficientes materiales naturales en la Luna para fabricar imanes de alta temperatura. De ser así, se ahorrarían muchos costes de transporte e infraestructuras, ya que el enfriamiento a temperaturas cercanas a 0° Kelvin requiere mucha energía.
El transporte de herramientas y materiales de construcción a través del espacio también es increíblemente caro. Las tuneladoras, por sí solas, pueden pesar más de 1.200 toneladas, y la NASA calcula que cada libra de carga útil cuesta 700 dólares enviarla a la órbita terrestre, por no hablar de la órbita lunar. (Para contextualizar, el programa Apolo costó 280.000 millones de dólares ajustados a la inflación).
Paso nº 2: Considera cómo el colisionador envolverá la luna
Se puede tomar la circunferencia de un esferoide en cualquier punto o lugar, por lo que el colisionador no tiene por qué rodear la parte más ancha de la Luna. Los científicos afirman que existen rutas ortodrómicas alrededor de la Luna que evitan los cambios de elevación, por ejemplo.
Paso nº 3: Crear una infraestructura de fabricación
Inicialmente, la extracción de materiales será la máxima prioridad. "La mejor opción para un colisionador basado en la Luna sería utilizar superconductores de alta temperatura basados en el hierro, porque parece que la Luna está llena de hierro accesible", afirma Beacham.
Paso nº 4: Perforación de túneles para el colisionador
Beacham afirma que las variaciones de temperatura de la superficie lunar constituyen un problema inmediato. Un conjunto de imanes superconductores alimentará en parte el colisionador de partículas, por lo que toda la estructura debe tener la temperatura controlada. "Las variaciones de temperatura entre el día y la noche en la Luna son tan grandes que, al menos durante la mitad del tiempo, los imanes estarían demasiado calientes para funcionar", explica Beacham.
Beacham señala que la mejor opción es enterrar el túnel al menos 100 metros bajo tierra, donde seguirá necesitando algo de refrigeración, pero no tanta. A esa profundidad, el colisionador también está exento del ciclo día-noche de la Luna, lo que ayuda a mantener el equilibrio de su temperatura.
Paso nº 5: Determinar una fuente de alimentación
El colisionador necesitará tanta energía que ni siquiera toda la energía nuclear de fisión existente en la Tierra -que suministra alrededor del 10% de nuestra producción total de energía- sería suficiente.
Se calcula que el colisionador lunar consumirá decenas de teravatios de energía, una cifra cercana a la que utiliza toda la humanidad al día (unos 15 teravatios). En este caso, los científicos sugieren utilizar una Esfera de Dyson alimentada por energía solar, una "superestructura" espacial imaginada que puede captar directamente la energía de una estrella cercana (véase más abajo).
Paso nº 6: Construir el colisionador y la infraestructura para "trabajar desde casa" en la Luna.
La mayoría de las personas que estudian el Gran Colisionador de Hadrones no están in situ, porque reciben enormes cantidades de datos que pueden estudiar desde cualquier lugar. Beacham cree que el colisionador lunar no sería diferente. Pero tenemos que encontrar la mejor manera de transportar grandes cantidades de datos desde la Luna a la Tierra". Y lo que es más importante, además de un equipo mínimo para el mantenimiento, la gente de la Tierra tendrá que ser capaz de manejar el colisionador. Es decir, algo parecido a un escritorio virtual remoto, pero en la Luna.
Naturalmente, la planificación de un megaproyecto de infraestructuras tan lejano en el tiempo puede plantear muchos problemas. Pero por el momento, Beacham se alegra de que el colisionador pueda al menos reunir a algunas de las mentes más brillantes de la ciencia. "Aprovechemos el poder de estas personas que están decididas a volver a la Luna y hagamos que se centren en proyectos que beneficien a la humanidad", afirma. "Todo el mundo saldría ganando con un proyecto así".
¿Qué es una esfera Dyson?
Freeman Dyson, prolífico físico británico-estadounidense, presentó por primera vez su concepto epónimo de la Esfera de Dyson en un documento histórico de 1960. En él, describe la futurista estructura captadora de energía como una "bola hueca construida alrededor del sol". El dispositivo teórico, cubierto de paneles solares y espejos, podría envolver la estrella más grande de un sistema solar para recoger su energía. Pero como el artilugio cubriría el sol, podría tener consecuencias dramáticas para el ecosistema de la Tierra.
Una alternativa mejor es el Enjambre de Dyson, una versión de la Esfera de Dyson que incluye un conjunto de cosechadores individuales más pequeños que orbitan alrededor del Sol como satélites y transfieren energía solar a la Luna de forma inalámbrica.
Caroline Delbert is a writer, avid reader, and contributing editor at Pop Mech. She's also an enthusiast of just about everything. Her favorite topics include nuclear energy, cosmology, math of everyday things, and the philosophy of it all.
