Naves espaciales autorreplicantes

Una sonda von Neumann es una nave espacial capaz de autorreplicarse. ^{[ 2 ]} Es una concatenación de dos conceptos: un constructor universal de von Neumann (máquina autorreplicante) y una sonda (un instrumento para explorar o examinar algo). El concepto recibe su nombre del matemático y físico húngaro-estadounidense John von Neumann , quien estudió rigurosamente el concepto de máquinas autorreplicantes que denominó "ensambladores universales" y que a menudo se conocen como " máquinas von Neumann ". ^{[ 2 ]} Se podría teorizar que tales construcciones comprenden cinco componentes básicos (variaciones de este modelo podrían crear otras máquinas, como las sondas Bracewell ):

• Sonda : que contendría los instrumentos de sondeo propiamente dichos y una IA orientada a objetivos para guiar la construcción.
• Sistemas de soporte vital : mecanismos para reparar y mantener la estructura.
• Fábrica : mecanismos para extraer recursos y replicarse.
• Bancos de memoria : almacenan programas para todos sus componentes e información obtenida por la sonda.
• Motor : motor para mover la sonda.

Andreas M. Hein y el autor de ciencia ficción Stephen Baxter propusieron diferentes tipos de sondas von Neumann, denominadas "Filósofo" y "Fundador", donde el propósito de la primera es la exploración y el de la segunda, la preparación de futuros asentamientos. ^{[ 7 ]}

Olivia Borgue y Andreas M. Hein, de la Iniciativa para Estudios Interestelares , propusieron un concepto a corto plazo para una sonda autorreplicante. Basado en tecnologías actuales y futuras, este concepto permitiría la autorreplicación del 70 % de la masa de la sonda, mientras que componentes avanzados como microchips, células solares y circuitos generales se transportarían a bordo de las sondas iniciales. ^{[ 8 ]}

Si una sonda autorreplicante encuentra evidencia de vida primitiva (o de una cultura primitiva de bajo nivel), podría programarse para permanecer inactiva, observar en silencio, intentar establecer contacto (esta variante se conoce como sonda Bracewell ) o incluso interferir o guiar la evolución de la vida de alguna manera.

El físico Paul Davies de la Universidad de Adelaida ha "planteado la posibilidad de una sonda posada en nuestra propia Luna ", que llegó en algún momento de la antigua prehistoria de la Tierra y permaneció allí para monitorearla, un concepto que, según Michio Kaku , fue el que Stanley Kubrick usó como base para su película, 2001: Una odisea del espacio (aunque el director eliminó la escena del monolito correspondiente de la película). ^{[ 9 ]} El trabajo de Kubrick se basó en la historia de Arthur C. Clarke , " El Centinela ", ampliada por ambos en forma de novela que se convirtió en la base de la película ^{[ 10 ]} y por lo que el concepto de sonda/observatorio lunar de Davies también se considera que recuerda a Clarke.

Una variante de la idea de la sonda interestelar de von Neumann es la del " Astrochicken ", propuesta por Freeman Dyson . ^{[ 11 ]} Si bien posee las características comunes de autorreplicación, exploración y comunicación con su "base de operaciones", Dyson concibió el Astrochicken para explorar y operar dentro de nuestro propio sistema planetario hasta Plutón, y no para explorar el espacio interestelar. ^{[ 11 ]}

Anders Sandberg y Stuart Armstrong argumentaron que iniciar la colonización de todo el universo alcanzable mediante sondas autorreplicantes está dentro de las capacidades de una civilización que abarque todo el espacio, y propusieron un enfoque teórico para lograrlo en 32 años, extrayendo recursos del planeta Mercurio y construyendo un enjambre de Dyson alrededor del Sol. ^{[ 12 ]}

Una variante de la nave estelar autorreplicante es la Berserker . A diferencia del concepto de sonda benigna, las Berserkers están programadas para buscar y exterminar formas de vida y exoplanetas con vida cada vez que los encuentran.

El nombre deriva de la serie de novelas Berserker de Fred Saberhagen, que describe una guerra entre la humanidad y dichas máquinas. Saberhagen señala (a través de uno de sus personajes) que las naves de guerra Berserker en sus novelas no son máquinas von Neumann en sí mismas, pero el complejo más amplio de máquinas Berserker —incluidos los astilleros automatizados— sí constituye una máquina von Neumann. Esto nos lleva nuevamente al concepto de una ecología de máquinas von Neumann, o incluso una entidad colmena von Neumann.

En la ficción se especula que los Berserkers podrían ser creados y lanzados por una civilización xenófoba (véase «Anvil of Stars» , de Greg Bear , en la sección «En la ficción » más adelante) o que, teóricamente, podrían «mutar» a partir de una sonda más benigna. Por ejemplo, una nave von Neumann diseñada para procesos de terraformación —que extrae minerales de la superficie de un planeta y ajusta su atmósfera a condiciones más favorables para los humanos— podría interpretarse como un ataque a planetas previamente habitados, que mata a sus habitantes en el proceso de modificar el entorno planetario y, posteriormente, se autorreplica para enviar más naves a «atacar» otros planetas.

Otra variante de la idea de la nave estelar autorreplicante es la de la nave sembradora. Estas naves podrían almacenar los patrones genéticos de las formas de vida de su planeta de origen, tal vez incluso de la especie que lo creó. Al encontrar un exoplaneta habitable , o incluso uno que pudiera ser terraformado , intentaría replicar dichas formas de vida, ya sea a partir de embriones almacenados o de información almacenada, utilizando nanotecnología molecular para construir cigotos con información genética variable a partir de materias primas locales. ^{[ 13 ]}

Estas naves podrían ser naves de terraformación, preparando mundos coloniales para su posterior colonización por otras naves, o, si estuvieran programadas para recrear, criar y educar individuos de la especie que las creó, colonizadores autorreplicantes. Las naves sembradoras serían una alternativa adecuada a las naves generacionales para colonizar mundos demasiado distantes para viajar a ellos en una sola vida.

En la "Parte IV: Comodines" de su libro de 1981 " 2081: Una visión esperanzadora del futuro de la humanidad ", Gerard K. O'Neill analizó una hipotética raza extraterrestre llamada Primans que utilizaría sondas von Neumann llamadas Replicadores para explorar completamente la galaxia Vía Láctea. El programa de exploración de los Replicadores tenía varios elementos clave:

1. Cuando un Replicador llegaba a un sistema estelar objetivo, encendía una baliza para alertar a otros Replicadores de su existencia en ese sistema estelar.
2. El Replicador, mientras orbitara cerca de una estrella en ese sistema estelar objetivo, convertiría la luz solar en materia y antimateria para ser utilizada como combustible.
3. El Replicador examina los sistemas estelares cercanos en busca de un Replicador ya instalado alrededor de alguna de esas estrellas. Si no encuentra ningún Replicador en un sistema estelar en particular, entonces el Replicador se replica creando una nueva versión de sí mismo para enviarla a ese sistema.
4. El Replicador actúa como repetidor para los mensajes enviados por otros Replicadores. En concreto, reenvía los mensajes de otros Replicadores hacia aquellos que se encuentran más lejos del Replicador de origen que el Replicador que realiza el reenvío.
5. Envía un mensaje a todos los replicadores más cercanos para informar sobre cualquier hallazgo relacionado con el sistema estelar. Actualiza periódicamente (por ejemplo, una vez cada millón de años) o cuando ocurra un evento importante.

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