¿Puede mi civilización avanzada detener la expansión del universo?

Esta es sin duda una pregunta en la que se ha pensado mucho. Hooper (2018) sugirió que una civilización de Tipo III podría viajar rápidamente fuera de su hogar y construir esferas de Dyson alrededor de estrellas en otros cúmulos de galaxias. El rango ideal son las estrellas de$0.2M_{\odot}<M<1M_{\odot}$, ya que viven lo suficiente para ser útiles, pero son lo suficientemente masivas como para no producir cantidades insignificantes de energía. Hooper calculó que, asumiendo una eficiencia de esfera de Dyson de$\eta=1$, la civilización podría capturar y traer de vuelta estrellas actualmente hasta$d=65\text{ Mpc}$de distancia, asumiendo que viajan hacia el exterior a una velocidad de$v=0.1c$. Esto haría que gran parte del supercúmulo de Virgo fuera accesible.

Algunas deficiencias:

1. Este es solo un plan para mitigar la expansión, no para terminarla. Aumentaría drásticamente la cantidad de material que una civilización podría mantener ligada gravitacionalmente después de que otros cúmulos de galaxias comiencen a alejarse, pero solo es efectivo en un volumen finito de espacio.
2. No afecta a la materia no bariónica (materia oscura y energía oscura) ni a objetos como las nubes de gas; en otras palabras, a la gran mayoría del universo. Solo podemos obtener un subconjunto selecto de estrellas y cualquier cosa en órbita alrededor de ellas. Este es el mismo problema con el que te encuentras cuando intentas mover una galaxia entera cuando solo mueves estrellas .$^{\dagger}$

Por otro lado, detener realmente la expansión del universo requeriría cambiar la densidad de energía del universo en todos los puntos del espacio. La densidad media tendría que estar por debajo de la densidad crítica, y no podemos simplemente conjurar la materia o la energía de la nada (¿el vacío?), es una ley de la física. Una civilización solo puede mitigar los efectos de la expansión aumentando la materia disponible para ellos a medida que el tiempo avanza hasta el infinito, y como demostró Hooper, eso puede ser significativo, ¡posiblemente aumentando la masa del Grupo Local en tres órdenes de magnitud! Pero en un universo infinito, el problema parece irresoluble.

$^{\dagger}$Para el caso de los propulsores Shkadov, Hooper señala que las eficiencias serían demasiado bajas para que esta sea una ruta factible en nuestro escenario.

La relatividad general postula que la expansión del universo está impulsada por una constante cosmológica, una distribución uniforme de energía en todo el universo; No tengo idea de cómo una civilización podría intentar influir en esta densidad de energía, ni nadie más. Arrastrar algunas galaxias a la influencia gravitatoria mutua (para que no se separen) parece bastante factible para una civilización con suficientes impulsores y fuerza de voluntad de Shkadov; después de todo, no se proyecta que la galaxia infantil de la Vía Láctea/Andrómeda se desgarre, por lo que todo lo que necesita hacer es repetir eso con tantas galaxias como pueda agarrar antes de que las más distantes se alejen demasiado para regresar. .

Sin embargo, eso en realidad no previene la muerte por calor.

Si el universo de repente dejara de expandirse un día, la progresión física natural de su contenido seguiría siendo hacia el equilibrio termodinámico. Las estrellas aún se queman, cualquier cosa caliente se iguala con la temperatura de su entorno, el universo se queda sin gradientes de calor utilizables para que las civilizaciones extraigan trabajo, y finalmente entra en un estado de temperatura uniforme y máxima entropía.

Una esfera de Dyson no puede estar perfectamente aislada y, a menos que exista alguna tecnología extraordinaria de almacenamiento de energía en el futuro lejano, perderá energía en forma de calor. Incluso si tiene baterías mágicas de duración infinita, si una civilización quiere hacer algo con esta energía, tiene que hacerla pasar por algunos procesos que serán menos que perfectamente eficientes (la segunda ley de la termodinámica limita la eficiencia del motor térmico en función de temperatura; teóricamente sería perfecto en el cero absoluto, pero no se puede llegar a eso). Y si no estás usando la energía para algo, ¿por qué quieres conservarla?