Una civilización Tipo II en la escala Kardashev ha decidido construir un telescopio. Esta civilización se extiende por su galaxia natal y ejerce vastas energías capaces de mover y dar forma a la materia en la escala de masas solares. Han decidido usar estos poderes para colocar agujeros negros en un telescopio como nunca antes se ha visto en el universo. La masa de cada agujero negro desviará la luz que se acerca a él en un efecto conocido como lente gravitacional.. Un observador que mira un agujero negro ve una vista distorsionada y ampliada de lo que sea que esté al otro lado del agujero negro. Si bien un solo agujero negro proporcionará un aumento enorme, nuestros entusiastas de los telescopios esperan que al organizar múltiples agujeros negros, su telescopio se vuelva cada vez más poderoso. Sin embargo, esto no será tan simple como colocar lentes convencionales porque las grandes masas enfocan la luz hacia una línea en lugar de hacia un punto. La pregunta es, ¿se puede lograr una mayor ampliación utilizando múltiples masas y, de ser así, cómo sería la disposición?
¿Cómo se pueden colocar múltiples masas grandes en el espacio para enfocar la máxima cantidad de luz en un solo punto usando la gravedad?
Algunas notas adicionales:
En realidad, la tecnología para hacer algo similar a esto existe hoy, aunque a menor escala (y aunque la tecnología existe, la voluntad política no existe). No necesitas muchos agujeros negros, necesariamente, pero podrían ayudar (llegaré a esto en un momento).
En este momento, llamamos a esta tecnología FOCAL(abreviatura de Fast Outgoing Cyclopean Astronomical Lens, que me parece un acrónimo un poco exagerado). La idea básica es exactamente lo que dices, usar la lente gravitacional de una gran masa (en este caso el sol, en tu caso un agujero negro) para enfocar la luz. La lente le permite enfocar lo que sea que esté exactamente al otro lado de la estrella desde donde está su observador. Existen algunas limitaciones (p. ej., el punto focal está a unas 550 UA de la estrella, la corona del sol estropeará la imagen y cada satélite FOCAL solo le permitirá ver un punto en el espacio), pero para una civilización que puede barajar agujeros negros alrededor de estos no debería ser un problema. De todos modos, esta tecnología es prometedora: incluso el campo gravitatorio (relativamente) pequeño del sol se teoriza como una lente lo suficientemente buena como para permitirnos ver las superficies de los exoplanetas en detalle.
Realmente hay dos ventajas principales de usar agujeros negros sobre usar estrellas. Primero, son oscuros. Si obtiene un agujero negro que no está expulsando mucha masa y no tiene un disco de acreción grande y brillante, teóricamente debería terminar con una imagen mucho menos distorsionada que si está usando un comienzo brillante que está constantemente disparando penachos y bucles de plasma en su campo de visión.
La segunda gran ventaja es que desvían la luz con mucha más fuerza, lo que (si he entendido la óptica, aunque es muy posible que no lo haya hecho) reducirá la distancia del agujero negro a la que debes estar para obtener el enfoque adecuado. Siempre que no lo reduzca demasiado (es decir, siempre que el punto focal esté fuera del horizonte de sucesos), esto facilita todo el proceso.
Hay dos grandes mejoras que podrías hacer si tienes acceso al tipo de poder que tendría una civilización KD 2.5. Primero, para cualquier civilización de Tipo 2 o 3, hacer muchos observadores para cada agujero negro permitiría una cobertura mucho más amplia del cielo. No sé cómo resolverías la mecánica, pero si la órbita focal está lo suficientemente cerca del agujero negro, probablemente podrías cubrir todo el cielo haciendo que los observadores orbiten el agujero negro y recolecten datos constantemente.
La siguiente ventaja, probablemente solo abierta a una civilización de tipo 3 (o alto tipo 2), sería organizar múltiples agujeros negros, como postula en su pregunta, para explotar el paralaje para generar representaciones pseudo-3D de objetos observados. Si observa desde múltiples puntos muy juntos, obtiene un efecto de percepción de profundidad como el que obtienen los humanos al tener dos ojos. Si observa desde varios puntos muy separados, teóricamente podría obtener información en 3D real sobre un objeto, aunque esto solo funcionaría para objetos dentro de la galaxia, ya que necesita tener agujeros negros dispuestos en varios lados de un objeto.
Además, y sería necesario que alguien muy experto tanto en óptica como en relatividad general lo supiera con certeza, puede ser posible organizar los agujeros negros de tal manera que se logre una ampliación aún mayor. Mi pensamiento ingenuo es que un agujero negro colocado en la intersección de las líneas focales de varios otros agujeros negros podría lograr esto, pero en realidad eso es solo una especulación salvaje.
Obviamente, esta es una tarea enorme, y sin los beneficios de la comunicación FTL puede ser imposible coordinar adecuadamente. Los otros aspectos de su mundo construido jugarán un papel importante en cómo o si esto se puede lograr.
Además, tenga en cuenta que concentrarse y mirar algo muy lejano es equivalente a mirar esa cosa muy atrás en el tiempo. Si realmente pudiera lograr telescopios como este, estaría viendo eventos en cualquier lugar hace miles o miles de millones de años, potencialmente (si las matemáticas funcionan) observando los detalles del universo primitivo, o (con telescopios menos potentes) los nacimientos de las primeras estrellas/planetas/civilizaciones. Vale la pena tenerlo en cuenta a efectos de la trama.
¡Feliz construcción de mundos!
La forma más sencilla de hacer esto es fusionar los agujeros negros, dejándolos colisionar. Un poco de cuidado al hacer esto con una variedad de agujeros seleccionados debería permitirle terminar con uno que tiene muy poco giro y, por lo tanto, un campo gravitatorio que es muy cercano a la simetría.
La gran ventaja de esta configuración es que se puede utilizar en todas las direcciones simultáneamente. Solo necesita muchas estaciones de observación ubicadas a su alrededor.
moborg
kyle zabala
Schwern