Durmientespor qué una civilización podría esperar a un universo más frío

La energía mínima necesaria para borrar un bit de información es proporcional a la temperatura: cuanto más frío, más barato. En 2017, Anders Sandberg, Stuart Armstrong y Milan Ćirković usaron esto para proponer la "hipótesis de la estivación". Una civilización que guardara su energía para un futuro lejano y muy frío podría hacer unas 10³⁰ veces más cálculo, así que no vemos extraterrestres porque están dormidos. El canal "Durmientes" del juego convierte esta hipótesis en una historia.

Esta página trata primero la física que hay detrás de la hipótesis, luego el argumento en contra, después esboza el escenario del juego y por último enumera investigaciones reales relacionadas. La hipótesis es controvertida. No es una conclusión aceptada.

Temperatura y cálculo

• 2,7 K: el fondo cósmico de microondas es hoy de unos 2,725 K. En un futuro dominado por la energía oscura, la escala del universo se duplica aproximadamente cada 12 000 millones de años, y la temperatura del fondo se reduce a la mitad con ella.
• Principio de Landauer: en 1961, Rolf Landauer demostró que borrar 1 bit debe liberar al menos kT·ln2 de calor, de modo que una temperatura más baja es más barata. Un experimento de 2012 atrapó una pequeña cuenta de vidrio con un láser y midió este límite por primera vez.
• Nebulosa del Boomerang: el lugar natural más frío que se conoce es la Nebulosa del Boomerang, a unos 1 K, más fría que el fondo cósmico. El gas expulsado por una estrella moribunda se expandió tan rápido que se enfrió a sí mismo.
• Suelo de temperatura: el universo no seguirá enfriándose para siempre. Un universo en aceleración tiene un horizonte, y el propio horizonte tiene una temperatura de unos 10⁻³⁰ K, como calcularon Gibbons y Hawking en 1977.

Por qué "dormir"

"Estivación" significa originalmente letargo de verano. Los peces pulmonados africanos se entierran en el barro en la estación seca, se envuelven en mucosidad y reducen muchísimo su metabolismo. Pueden dormir así varios años, hasta que vuelven las lluvias. La hipótesis toma prestada la palabra.

Para esperar a un universo más frío, primero hay que conservar los recursos. Cuando una estrella fusiona hidrógeno en helio, solo alrededor del 0,7 % de la masa se convierte en energía, y casi toda se dispersa por el espacio en forma de luz estelar. Ese es el motivo para acaparar. Un agujero negro de una masa solar tiene una temperatura de Hawking de solo unos 6×10⁻⁸ K, mucho más fría que el fondo cósmico actual. Mientras el fondo no baje de esa temperatura, no se evaporará. En cambio, absorbe lentamente la radiación de fondo, así que podría servir de almacén.

Dormir no significa que el cálculo se detenga por completo. Mientras no se borre información, el cálculo puede en principio usar casi nada de energía. Esto se llama cálculo reversible, y Charles Bennett lo demostró en 1973.

La réplica: no hace falta esperar

En 2019, Charles Bennett, Robin Hanson y Cameron Riedel replicaron. El universo está lleno de "depósitos fríos" lejos del equilibrio en los que se puede verter entropía ahora mismo, sin esperar a que el universo se enfríe. Esperar solo compensa cuando una civilización ya ha agotado toda la materia.

La idea en el juego

Lo que sigue es ficción del juego. El canal se encuentra preguntando "¿dónde están?" en el canal de la Nube Negra, o desbloqueando "Era degenerada" en el Árbol del Más Allá. En el escenario, el Observador encuentra en el borde del Grupo Local una estructura inusualmente fría e inusualmente ordenada. Se ha reunido una enorme cantidad de materia. Apenas brilla y no desprende calor. Está dormida.

La mecánica consiste en esperar a que el universo se enfríe. Este canal funciona con un reloj cósmico: cada 2 horas de tiempo real, la temperatura del fondo se reduce a la mitad (en el universo real, unos 12 000 millones de años). Mientras duermen, solo almacenan energía. Cuando los despiertas, la energía almacenada se convierte en "bits" a la temperatura actual, y siguen pensando a esa temperatura mientras están despiertos. Cuanto más tarde los despiertes, más obtienes. Para aprovechar un universo más frío, los dejas seguir durmiendo. El escenario incluye también una guardia nocturna: unos pocos vigilantes se quedan despiertos y cuidan el universo por los demás. El canal tiene dos finales: despiertan en el momento más frío, o algunos estivadores despiertan antes y piensan juntos con la civilización principal. Todo esto es ficción.

Dos novelas relacionadas

• La última pregunta (Isaac Asimov, 1956): la segunda ley de la termodinámica no tiene excepciones conocidas, y la muerte térmica del universo es una de las predicciones principales. En el relato, generaciones de personas preguntan a un ordenador cada vez más potente si se puede revertir el aumento de la entropía. Cada vez responde "datos insuficientes para una respuesta significativa", hasta el último instante del universo.
• La nube negra (Fred Hoyle, 1957): Hoyle fue un astrofísico de verdad. Las nubes interestelares sí contienen moléculas orgánicas complejas, y se han encontrado varias en Sagitario B2.

Investigaciones reales relacionadas

Los estudios siguientes tratan de la expansión cósmica, la temperatura de fondo, la evaporación de los agujeros negros y el futuro lejano. Son ciencia real relacionada, no una prueba de que haya civilizaciones dormidas.

• Las supernovas lejanas revelaron que la expansión del universo se acelera, y la energía oscura entró en la física. El trabajo ganó el Premio Nobel de 2011 (Riess et al., The Astronomical Journal, 1998).
• Un segundo equipo llegó de forma independiente a la misma conclusión (Perlmutter et al., The Astrophysical Journal, 1999).
• Un ruido que no se podía eliminar de una antena resultó ser el resplandor residual del Big Bang, lo que valió el Premio Nobel de 1978 (Penzias y Wilson, The Astrophysical Journal, 1965).
• Los efectos cuánticos hacen que los agujeros negros irradien energía lentamente, así que acabarán evaporándose (Hawking, Nature, 1974).
• Un cálculo del destino del universo a lo largo de billones de años y más allá: las estrellas se apagan, los protones pueden decaer y los agujeros negros terminan por evaporarse (Adams y Laughlin, Reviews of Modern Physics, 1997).
• La materia ordinaria supone cerca del 5 % de la energía total del universo, la materia oscura cerca del 27 % y el resto es energía oscura (Colaboración Planck, Astronomy & Astrophysics, 2020).