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

Vejam a lição completa: https://ed.ted.com/lessons/could-we-harness-the-power-of-a-black-hole-fabio-pacucci

Imaginem um futuro distante em que os seres humanos passem para além da Terra, construam cidades em planetas a milhares de anos-luz de distância e mantenham uma rede galáctica de comércio e transporte. O que será necessário para dar este salto? E onde obteremos energia suficiente para alimentar essa civilização? Fabio Pacucci explora a possibilidade de utilizar a energia de um buraco negro para alimentar uma civilização galáctica.

Lição de Fabio Pacucci, realização de TOTEM Studio.

Imaginem um futuro distante
quando os seres humanos

passarem para além do nosso
pálido ponto azul,

criarem cidades em planetas
a milhares de anos-luz de distância

e mantiverem uma rede galáctica
de comércio e transporte.

O que será preciso
para a nossa civilização dar esse salto?

Há muitas coisas a ter em conta
— como comunicaremos?

Como será um governo galáctico?

E uma das coisas mais importantes:

Onde obteremos energia suficiente
para alimentar essa civilização

— a indústria, as operações
de transformação e as naves espaciais?

Um astrónomo chamado Nikolai Kardashev

propôs uma escala para quantificar
a crescente necessidade de energia

duma civilização em evolução.

Na primeira fase evolucionária,
em que estamos atualmente,

as fontes de combustível
no nosso planeta,

como os combustíveis fósseis,
os painéis solares e as centrais nucleares

provavelmente são suficientes para povoar
outros planetas do nosso sistema solar,

mas pouco mais para além disso.

Para uma civilização
na terceira e última fase,

a expansão à escala galáctica
exigirá cerca de 100 mil milhões de vezes

mais energia do que os 385 yota joules

que o nosso Sol liberta por segundo.

E a menos que haja um avanço
na Física exótica,

só há uma fonte de energia
que poderá ser suficiente:

um buraco negro super maciço.

É contraintuitivo pensar em buracos negros
como fontes de energia,

mas é exatamente isso que eles são,
graças aos seus discos de acreção:

estruturas circulares, planas,
formadas por matéria

que vai caindo no horizonte de eventos.

Graças à conservação do ímpeto angular,

as partículas não caem
diretamente no buraco negro.

Em vez disso, caem lentamente em espiral.

Devido ao intenso campo
gravitacional do buraco negro,

essas partículas convertem a sua energia
potencial em energia cinética

à medida que se vão aproximando
do horizonte de eventos.

A interação das partículas permite
que esta energia cinética

seja irradiada para o espaço

com uma eficácia espantosa
de matéria-para-energia:

6% para buracos negros não-rotativos
e mais de 32% para os buracos rotativos.

Isto ultrapassa extraordinariamente
a fissão nuclear,

atualmente o mecanismo mais eficaz
e abundantemente disponível

para extrair energia da massa.

A fissão converte em energia
apenas 0,08% de um átomo de urânio.

O segredo para aproveitar esta energia
pode residir numa estrutura

idealizada pelo físico Freeman Dyson,
conhecida por esfera de Dyson.

Nos anos 60, Dyson sugeriu
que uma civilização planetária avançada

podia construir uma esfera artificial
em volta da sua estrela principal,

captando toda a sua energia irradiada
para satisfazer as suas necessidades.

Uma conceção semelhante,
embora muito mais complicada

poderá ser aplicada, em teoria,
aos buracos negros.

Para produzirem energia, os buracos negros
precisam de ser alimentados continuamente

— por isso, não podemos cobri-los
inteiramente com uma esfera.

Mesmo que o fizéssemos,
os jatos de plasma que saem dos polos

de muitos buracos negros
extremamente maciços,

despedaçariam qualquer estrutura
no seu caminho.

Em vez disso, podemos idealizar
uma espécie de anel de Dyson

feito de coletores enormes,
controlados à distância,

numa órbita compacta
em volta de um buraco negro,

talvez no plano do disco de acreção,
mas bastante afastados dele.

Estes aparelhos poderão usar
painéis espelhados

para transmitirem a energia recolhida
a uma central energética

ou a uma bateria de armazenagem.

Precisaremos de garantir

que estes coletores
são colocados no raio correto:

demasiado perto e derreter-se-ão
graças à energia irradiada;

longe demais e só recolherão
uma fração minúscula da energia disponível

e poderão ser despedaçados por estrelas
na órbita do buraco negro.

Provavelmente, precisaremos
de material altamente refletor

tal como a hematite,
para construir todo esse sistema

mais uns quantos planetas desmantelados

para fazer uma legião
de robôs de construção.

Depois de construído, o anel de Dyson
será uma obra-prima da tecnologia

alimentando uma civilização
espalhada por cada braço duma galáxia.

Tudo isto pode parecer especulação,

mas, já hoje, na nossa atual
crise de energia,

somos confrontados com os recursos
limitados do nosso planeta.

Serão sempre necessárias novas formas
de produção sustentável de energia,

especialmente, à medida
que a Humanidade luta pela sobrevivência

e pelo progresso tecnológico
da nossa espécie.

Talvez já haja algures uma civilização

que tenha conquistado
esses gigantes astronómicos.

Até talvez possamos dizer,

ao ver a luz do buraco negro dela
a escurecer, periodicamente,

à medida que partes do anel de Dyson
passam entre eles e nós.

Ou talvez essas superestruturas estejam
fadadas a manter-se no reino da teoria.

Só o tempo — e o nosso engenho
científico — o dirão.