El Cerebro Matryoshka es una megaestructura hipotética propuesta por Robert Bradbury basada en una esfera de Dyson que tiene un enorme poder de cómputo. Este es un ejemplo de una máquina estelar de clase B que utiliza todo el potencial de energía de una estrella para alimentar un sistema informático [1] . El nombre del concepto proviene de una muñeca rusa de madera: matryoshka [2] .
El término "cerebro matryoshka" fue acuñado por Robert Bradbury como una alternativa al término "cerebro-Júpiter": un concepto similar, pero en una escala planetaria en lugar de estelar y optimizado para un retraso mínimo en la propagación de la señal. El diseño del cerebro matryoshka enfatiza la capacidad neta y maximiza la energía recibida de la fuente (estrella), mientras que el cerebro de Júpiter está optimizado para la velocidad computacional [3] .
Tal estructura debe constar de al menos dos (generalmente más) esferas de Dyson construidas alrededor de la estrella y anidadas una dentro de la otra. Una parte significativa de los caparazones consistirá en nanocomputadoras a escala molecular. Estas computadoras recibirán, al menos parcialmente, energía del intercambio entre la estrella y el medio interestelar. El caparazón absorberá la energía irradiada hacia su superficie interna, la usará para alimentar sistemas informáticos e irradiará energía hacia el exterior. Las nanocomputadoras de cada capa estarán diseñadas para operar a diferentes temperaturas.
Como cualquier otra esfera Dyson enredada, este diseño es gravitacionalmente inestable a largo plazo. Desde el punto de vista de la ingeniería, la construcción de esta estructura requiere enormes costos, incluso debido al hecho de que la construcción de caparazones requerirá el uso de material de una parte importante del sistema planetario de la estrella y lo más probable es que simplemente no tenga solución. en términos de materiales realistas posibles. Además, dado que en cualquier cálculo la energía se disipa en forma de calor no inferior a la constante de Boltzmann para cada bit y proporcional a la temperatura según el principio de Landauer , y en el vacío la transferencia de calor se produce únicamente por radiación, la estructura multicapa no aumenta. su eficiencia energética.
Es bastante difícil imaginar las posibles aplicaciones de recursos informáticos tan enormes. Una de las ideas propuestas por Charles Strauss en la novela Accelerando es que el cerebro matryoshka se puede utilizar para crear una imitación precisa de la realidad o para transferir la conciencia humana a la realidad virtual [4] [5] . Damien Broderick sugiere que el cerebro matryoshka podrá modelar universos alternativos completos [6] .
El futurista y transhumanista Anders Sandberg escribió un ensayo que examina las implicaciones de realizar cálculos de esta magnitud en máquinas similares a cerebros matryoshka, que fue publicado por el Instituto de Ética y Nuevas Tecnologías [7] .
Robert Bradbury, el autor del concepto, lo utilizó en la antología Year Million : Science at the Far Edge of Knowledge , que atrajo el interés de los columnistas de Los Angeles Times y The Wall Street Journal [8] [9] .
La idea de dispositivos informáticos masivamente poderosos fue explorada en un ensayo de Nick Bostrom en The Philosophical Quarterly . Bostrom argumenta que si los humanos evolucionan voluntariamente a la etapa posthumana , se requerirían simulaciones por computadora a gran escala antes de cada etapa de la evolución , requiriendo máquinas como el cerebro matryoshka [10] . Raymond Kurzweil menciona esta idea varias veces en The Singularity Is Near (2005), siguiendo una línea de razonamiento similar. Señala que la existencia dentro de un modelo de computadora puede ser tan "real" como en una biosfera normal , si tal distinción se puede hacer [11] . El concepto de un cerebro matryoshka también se discute en un artículo publicado en la edición de abril de 2003 de la Sociedad Interplanetaria Británica [12] .
El Brain-Júpiter es una megaestructura computacional teórica del tamaño de un planeta. A diferencia del cerebro matryoshka, el cerebro de Júpiter está optimizado para minimizar el retraso en la propagación de la señal y tiene una estructura compacta. Proporcionar energía y disipar el calor en un sistema de este tipo presenta desafíos importantes.
Aunque un objeto sólido denso con el tamaño y la masa de un planeta terrestre o un gigante gaseoso no se puede construir a partir de ningún material conocido, dicha estructura se puede construir como una red de baja densidad con una masa comparable a la de un satélite grande o un planeta pequeño. pero con un volumen significativamente mayor, ya sea como una estructura densa pero no sólida con la masa y densidad del planeta (requiere control del gradiente de temperatura interno para evitar la convección ).