Para saber lo que es una esfera de Dyson, debemos imaginarnos un objeto tan inmenso que sea capaz de contener al Sol en su interior y aun así reste espacio para colocar, si así lo deseamos, millones de soles más.
Este proyecto fue presentado por primera vez en 1960 por el físico y matemático inglés Freeman J. Dyson en la publicación Science con el artículo “Búsqueda de fuentes artificiales estelares de radiación infrarroja«. La esfera de Dyson sería una opción para aprovechar totalmente la energía solar y un remedio, algo singular, para el problema de la superpoblación, ya que se podría vivir en el interior de la esfera o en una nube de planetoides en los bordes exteriores.
Realmente hay tres clases de esferas de Dyson:
– La primera es simplemente una espesa nube de planetoides en órbitas keplerianas alrededor del sol. Esta nube no llegaría a cubrir enteramente al astro, pero seria relativamente fácil de construir y aprovecharía de manera eficaz la energía. Esta opción permitiría que los planetoides fuesen habitables.
– La segunda clase pertenecería a la idea presentado al principio, con una esfera rígida cubriendo totalmente al sol.
– La tercera necesitaría la elaboración de velas solares, que serían enormes superficies de membranas reflectantes (sus dimensiones deberían ser de cientos de kilómetros cuadrados) que permanecerían estáticas y en equilibrio gracias a la compensación entre la fuerza de gravedad del Sol y la repulsión creada por la presión de la luz sobre las velas.
Como habréis adivinado, la magnitud de la esfera de Dyson sería colosal, pero ¿cuánto?. Primeramente, su radio debe ser del orden del radio de una órbita planetaria. Si pensamos en la teoría de la esfera sólida o bien construida con módulos formando hábitats, la distancia de estos al Sol tendría que ser la suficiente para permitir vivir a los seres que la habiten.
Imaginemos que nuestra civilización tuviera el grado tecnológico para desarrollar una esfera como ésta. Obviamente su radio tendría que ser igual al radio promedio de la órbita de la Tierra, pues ésta es la distancia al Sol apropiada para permitir la vida en nuestro planeta. Tendría que ser, pues, aproximadamente de 150.000.000 km.
Si se construye con este radio la extensión total (S = 4.p .R2), sería S= 7×1.016 km². Teniendo en cuenta que la superficie de la Tierra ocupa 1.4×108 km², la superficie de la esfera tendría 100.000.000 de veces el tamaño de la Tierra, lo que eliminaría cualquier problema de superpoblación (al menos de momento).
Pero una labor de tal magnitud, podría plantear ciertos problemas. Primeramente, si se considera una esfera de la segunda clase expuesta en la que se tenga intención de vivir en superficie, el dilema será cómo crear la fuerza de gravedad. Si en su interior no hay gravedad, los seres que la habiten no podrán mantenerse en el suelo, y flotarían incontroladamente hasta terminar cayendo hacia el Sol. Otro problema sería la imposibilidad de mantener una atmósfera por el mismo problema con la gravedad. Así que sería necesario disponer de artilugios que generaran gravedad, cosa bastante difícil.
Otro de los grandes problemas sería la estabilidad y equilibrio del objeto. El teorema de Gauss nos puede mostrar porqué no hay gravedad en el interior de una esfera de Dyson, aunque también se puede realizar el cálculo completo de estabilidad para esta esfera, y no da resultados satisfactorios, ya que resultaría inestable.
Esto sería un problema grave, ya que significaría que cualquier fuerza que se aplique sobre ella, la descentrará respecto al Sol, y evidentemente, si se descentra el hemisferio más cercano al Sol, recibirá un exceso de radiación mientras que el más lejano la perdería, y esto sería fatal para los seres que la habiten. Al final, acabaría colisionando con el Sol, y aunque la esfera sería una construcción gigantesca, la masa total no sería necesariamente grande. Así que la esfera tendría que disponer de un modo lógico para conservar su posición ante cualquier desviación.
En otro orden, los materiales que se requieren para la construcción deberían tener una resistencia enorme, y ninguna de las aleaciones que conocemos hasta la fecha nos servirían. Aparte que se necesitaría «desarmar» planetas enteros con tal de tener suficiente material para construir. Eso sí, se ha demostrado que disponemos de materia suficiente en nuestro sistema solar para dicha tarea.
¿Como veríamos las cosas viviendo dentro de una esfera de Dyson?. La curvatura de la superficie seria mucho menor que la de la Tierra, así que para uno de sus habitantes el paisaje se mostraría completamente plano. El horizonte se divisaría neblinoso debido a la opacidad de la atmósfera. El cielo estaría cubierto por la superficie de la esfera y mirando hacia arriba se observarían probablemente sólo nubes, ya que los continentes y océanos del hemisferio opuesto se encontrarían tan lejos que seria difícil contemplarlos. Un problema para los habitantes seria probablemente la dificultad en las comunicaciones, ya que un mensaje por radio se demoraría unos 16 minutos en viajar desde un punto al opuesto.
