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← Poderemos aproveitar o poder de um buraco negro? — Fabio Pacucci

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Showing Revision 5 created 11/07/2020 by Margarida Ferreira.

  1. Imaginem um futuro distante
    quando os seres humanos
  2. passarem para além do nosso
    pálido ponto azul,
  3. criarem cidades em planetas
    a milhares de anos-luz de distância
  4. e mantiverem uma rede galáctica
    de comércio e transporte.
  5. O que será preciso
    para a nossa civilização dar esse salto?
  6. Há muitas coisas a ter em conta
    — como comunicaremos?
  7. Como será um governo galáctico?
  8. E uma das coisas mais importantes:
  9. Onde obteremos energia suficiente
    para alimentar essa civilização
  10. — a indústria, as operações
    de transformação e as naves espaciais?
  11. Um astrónomo chamado Nikolai Kardashev

  12. propôs uma escala para quantificar
    a crescente necessidade de energia
  13. duma civilização em evolução.
  14. Na primeira fase evolucionária,
    em que estamos atualmente,
  15. as fontes de combustível
    no nosso planeta,
  16. como os combustíveis fósseis,
    os painéis solares e as centrais nucleares
  17. provavelmente são suficientes para povoar
    outros planetas do nosso sistema solar,
  18. mas pouco mais para além disso.
  19. Para uma civilização
    na terceira e última fase,
  20. a expansão à escala galáctica
    exigirá cerca de 100 mil milhões de vezes
  21. mais energia do que os 385 yota joules
  22. que o nosso Sol liberta por segundo.
  23. E a menos que haja um avanço
    na Física exótica,
  24. só há uma fonte de energia
    que poderá ser suficiente:
  25. um buraco negro super maciço.
  26. É contraintuitivo pensar em buracos negros
    como fontes de energia,

  27. mas é exatamente isso que eles são,
    graças aos seus discos de acreção:
  28. estruturas circulares, planas,
    formadas por matéria
  29. que vai caindo no horizonte de eventos.
  30. Graças à conservação do ímpeto angular,

  31. as partículas não caem
    diretamente no buraco negro.
  32. Em vez disso, caem lentamente em espiral.
  33. Devido ao intenso campo
    gravitacional do buraco negro,
  34. essas partículas convertem a sua energia
    potencial em energia cinética
  35. à medida que se vão aproximando
    do horizonte de eventos.
  36. A interação das partículas permite
    que esta energia cinética
  37. seja irradiada para o espaço
  38. com uma eficácia espantosa
    de matéria-para-energia:
  39. 6% para buracos negros não-rotativos
    e mais de 32% para os buracos rotativos.
  40. Isto ultrapassa extraordinariamente
    a fissão nuclear,
  41. atualmente o mecanismo mais eficaz
    e abundantemente disponível
  42. para extrair energia da massa.
  43. A fissão converte em energia
    apenas 0,08% de um átomo de urânio.
  44. O segredo para aproveitar esta energia
    pode residir numa estrutura

  45. idealizada pelo físico Freeman Dyson,
    conhecida por esfera de Dyson.
  46. Nos anos 60, Dyson sugeriu
    que uma civilização planetária avançada
  47. podia construir uma esfera artificial
    em volta da sua estrela principal,
  48. captando toda a sua energia irradiada
    para satisfazer as suas necessidades.
  49. Uma conceção semelhante,
    embora muito mais complicada
  50. poderá ser aplicada, em teoria,
    aos buracos negros.
  51. Para produzirem energia, os buracos negros
    precisam de ser alimentados continuamente
  52. — por isso, não podemos cobri-los
    inteiramente com uma esfera.
  53. Mesmo que o fizéssemos,
    os jatos de plasma que saem dos polos
  54. de muitos buracos negros
    extremamente maciços,
  55. despedaçariam qualquer estrutura
    no seu caminho.
  56. Em vez disso, podemos idealizar
    uma espécie de anel de Dyson

  57. feito de coletores enormes,
    controlados à distância,
  58. numa órbita compacta
    em volta de um buraco negro,
  59. talvez no plano do disco de acreção,
    mas bastante afastados dele.
  60. Estes aparelhos poderão usar
    painéis espelhados
  61. para transmitirem a energia recolhida
    a uma central energética
  62. ou a uma bateria de armazenagem.
  63. Precisaremos de garantir
  64. que estes coletores
    são colocados no raio correto:
  65. demasiado perto e derreter-se-ão
    graças à energia irradiada;
  66. longe demais e só recolherão
    uma fração minúscula da energia disponível
  67. e poderão ser despedaçados por estrelas
    na órbita do buraco negro.
  68. Provavelmente, precisaremos
    de material altamente refletor
  69. tal como a hematite,
    para construir todo esse sistema
  70. mais uns quantos planetas desmantelados
  71. para fazer uma legião
    de robôs de construção.
  72. Depois de construído, o anel de Dyson
    será uma obra-prima da tecnologia
  73. alimentando uma civilização
    espalhada por cada braço duma galáxia.
  74. Tudo isto pode parecer especulação,

  75. mas, já hoje, na nossa atual
    crise de energia,
  76. somos confrontados com os recursos
    limitados do nosso planeta.
  77. Serão sempre necessárias novas formas
    de produção sustentável de energia,
  78. especialmente, à medida
    que a Humanidade luta pela sobrevivência
  79. e pelo progresso tecnológico
    da nossa espécie.
  80. Talvez já haja algures uma civilização
  81. que tenha conquistado
    esses gigantes astronómicos.
  82. Até talvez possamos dizer,
  83. ao ver a luz do buraco negro dela
    a escurecer, periodicamente,
  84. à medida que partes do anel de Dyson
    passam entre eles e nós.
  85. Ou talvez essas superestruturas estejam
    fadadas a manter-se no reino da teoria.
  86. Só o tempo — e o nosso engenho
    científico — o dirão.