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Será possível coletar a energia dos buracos negros?

Estudo sugere que fenômenos magnéticos estão continuamente liberando energia de gigantes cósmicos em altíssimas quantidades, e questiona se humanidade poderia se aproveitar disso

Ilustração representando dois pequenos buracos negros coalescendo no interior de um disco de gás e poeira, situado ao redor de um buraco negro supermassivo. Crédito: Caltech e R. Hurt (IPAC)


Uma previsão impressionante, derivada da  teoria da relatividade geral de Einstein, é que os buracos negros em rotação possuem quantidades enormes de energia que poderiam ser acessadas.  
Ao longo dos últimos 50 anos, pesquisadores têm tentado encontrar formas de fazê-lo.

O ganhador do  prêmio Nobel de Física Roger Penrose teorizou que o processo de desintegração de suas partículas poderia remover energia do  buraco negro. Já Stephen Hawking propôs que os buracos negros poderiam liberar energia através de um processo quântico.  Agora, um estudo publicado na revista Physical Review D, fsugere que pode haver um outro processo.  

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“Buracos negros em geral estão cercados por uma “sopa” quente de partículas de plasma que carregam um campo magnético”, diz o físico Luca Comisso, da Universidade de Columbia, nos EUA, que é o primeiro autor do estudo. “Nossa teoria mostra que quando linhas de campo magnético se desconectam e reconectam da maneira certa, elas podem acelerar as partículas de plasma para energias negativas, e assim grandes quantidades de energia podem ser extraídas do buraco negro.” 

Essa descoberta pode ajudar os astrônomos a melhorar suas estimativas sobre  a rotação dos buracos negros, a direcionar energia emitida pelos buracos negros e pode até proporcionar  uma fonte de energia, capaz de atender às necessidades de uma civilização tecnologicamente avançada, diz Comisso. 

Comisso e Felipe Asenjo, que é professor da Universidade Adolfo Ibáñez, no Chile, desenvolveram sua teoria sob a premissa de que a reconexão de campos magnéticos acelera as partículas de plasma em duas direções diferentes. Um fluxo de plasma é empurrado na direção contrária à da rotação do buraco negro, enquanto o outro segue o mesmo sentido da rotação. Neste último caso, é possível que as partículas consigam  escapar do “puxão” do buraco negro. Porém, se as partículas que são tragadas pelo buraco negro possuírem energia negativa, então o gigante cósmico irá liberar energia. 

“É  como se uma pessoa pudesse emagrecer  comendo doce com calorias negativas”, compara  Comisso. Ele explica que, basicamente, o buraco negro irá perde energia ao se alimentar de partículas com energia negativa. “Pode parecer algo estranho, mas isso é possível na região chamada de ergosfera, onde o espaço-tempo rotaciona tão rápido que cada objeto rotaciona na mesma direção que o buraco negro”. 

Dentro da região da ergosfera, que é a área exterior e próxima ao horizonte de eventos, a reconexão magnética é tão extrema que as partículas de plasma são aceleradas a velocidades que se aproximam da velocidade da luz. 

Asenjo explica que a alta diferença de velocidade relativa entre o plasma que é capturado pelo buraco negro  e o plasma que escapa dele é o que permite que esse processo, que eles propõem, extraia quantidades massivas de energia dos buracos negros. 

“Calculamos que o processo de energização de plasma possa alcançar uma eficiência de até 150%. Isso é muito superior ao que é alcançado por qualquer fonte de energia em operação na Terra”, diz Asenjo. “ Os buracos negros conseguem alcançar uma eficiência superior a 100%  porque eles  emitem energia, que se torna disponível para as partículas do plasma que conseguem escapar do  do buraco negro”.  O processo de extração de energia imaginado por Comisso e Asenjo poderia ocorrer num  grande número de buracos negros. Esse poderia ser o mecanismo por trás da produção de poderosos jatos de radiação que ocasionalmente observamos aqui na Terra. 

Embora esse debate possa soar como ficção científica, coletar a energia dos buracos negros pode  ser a resposta para nossas futuras demandas energéticas.  

“Daqui a milhares ou milhões de anos, talvez a humanidade seja capaz de  sobreviver ao redor de um buraco negro, sem depender de usar estrelas como fonte de energia”, disse Comisso. “Isso seria essencialmente um problema tecnológico. Se olharmos para o aspecto físico, não há nada que impeça isso”. 

Publicado em 22/01/2021

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