O mistério dos buracos negros

Em certos campos, particularmente aqueles relativos ao estudo de objetos celestes e à exploração espacial, existe uma fronteira confusa entre a investigação científica e a ficção científica. Por exemplo, no domínio da observação astronómica e das missões espaciais, pode-se observar que muitas das teorias e descobertas validadas através de cálculos e experimentações meticulosos por estudiosos foram inicialmente concebidas através de reflexões imaginativas de indivíduos. Além disso, esses conceitos fictícios serviram até mesmo de impulso para o desenvolvimento de certas tecnologias utilizadas hoje nas viagens espaciais.

Na verdade, a arte do origami já percorreu um longo caminho desde a sua suposta criação em 610 a.C. por um monge budista japonês como forma de homenagear o imperador. Hoje, esta nave antiga tem sido utilizada pelo Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) para lançar o Experimento Composto UltraLight Implantável em Órbita (DOLCE) no espaço sideral.

Após a implantação, foi erguida uma estrutura medindo aproximadamente 183 por 183 centímetros, dando origem à instalação inaugural movida a energia solar, que está atualmente em avaliação. No âmbito da iniciativa Caltech, diversas notícias foram aqui produzidas e apresentadas.

Um Sol incessante, anunciando imediatamente, nos concederá as células fotovoltaicas celestiais para a geração perpétua de energia elétrica.

A Caltech iniciou com sucesso o seu programa Space Solar Power (SSP), marcando o início de esforços experimentais destinados a aproveitar a energia do espaço exterior. Este marco significativo representa uma nova era na geração de energia sustentável e assinala o início de um ambicioso esforço para explorar o potencial da energia solar para além da atmosfera da Terra.

A Caltech alcançou com sucesso a transmissão de energia sem fio, com sua tecnologia demonstrando sua funcionalidade e viabilidade.

Tem sido especulado por cientistas há muitos anos, desde quando Einstein propôs a sua teoria da relatividade, que podem existir fontes alternativas de energia além das estrelas, sendo os buracos negros candidatos particularmente promissores para aproveitar essa energia. Recentemente, um estudo realizado na Universidade de Columbia, na cidade de Nova Iorque, em 2021, forneceu ainda mais apoio a esta noção, ao propor que a energia poderia ser potencialmente extraída de buracos negros através de um processo conhecido como “reconexão magnética”.


O conceito de evaporação do buraco negro baseia-se no trabalho de estudiosos notáveis, como o matemático e físico britânico Roger Penrose, que postulou que a decomposição das partículas pode produzir energia dentro de um buraco negro. Posteriormente, Stephen Hawking propôs que os buracos negros emitem energia através da mecânica quântica, enquanto Roger Blandford e Roman Znajek apresentaram a ideia do torque eletromagnético como o principal mecanismo para extrair energia desses corpos celestes.

A NASA produziu uma visualização animada que fornece uma articulação da “composição estrutural” de um buraco negro.

O estudo dos dois acadêmicos, financiado pelo projeto “Janelas no Universo” da Fundação Nacional de Ciência, da NASA e do Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Chile, foi publicado na revista Physical Review D, com o título “Magnetic reconexão como mecanismo de extração de energia de buracos negros em rotação”.

“Os buracos negros são normalmente rodeados por uma ‘sopa’ quente de partículas de plasma que transportam um campo magnético”, disse Luca Comisso, investigador da Universidade de Columbia e primeiro autor do estudo. “A nossa teoria mostra que quando as linhas do campo magnético se desligam e voltam a ligar, da forma correta, podem acelerar as partículas de plasma em direção a energias negativas e grandes quantidades da energia do buraco negro podem ser extraídas”.

Se esta intuição se revelasse correta e alcançável, os astrónomos seriam capazes de estimar melhor a rotação dos buracos negros, de orientar as emissões de energia dos buracos negros e, acima de tudo, Comisso e Asenjo teriam descoberto uma fonte idealmente inesgotável de energia.

Para compreender a premissa fundacional sobre a qual assenta a hipótese dos dois estudantes universitários, Comisso utilizou uma representação visual particular.

Em teoria, seria possível perder peso consumindo doces com valor calórico negativo. No entanto, este conceito permanece impraticável no nosso universo existente. No entanto, no reino da ergosfera-caracterizada por uma intensa reconexão magnética que faz com que as partículas de plasma se aproximem da velocidade da luz-a deformação do espaço-tempo leva todos os objetos a rodar congruentemente com o buraco negro. Essa rotação confere uma perda de energia ao indivíduo que busca a redução de peso (no caso, o consumo desses doces de calorias negativas), promovendo assim um estado de déficit calórico e potencial perda de peso.

Com base no trabalho de Comisso e Asenjo, levantou-se a hipótese de que a reconexão dos campos magnéticos impulsionaria as partículas de plasma em direções opostas; especificamente, um fluxo de plasma seria afastado da atração rotacional do buraco negro devido à sua carga negativa, enquanto outro fluxo seria forçado na direção da rotação pelo campo magnético reconectado, liberando assim energia como resultado de seu escape. do alcance gravitacional do buraco negro.

Asenjo, professor de física da Universidade Adolfo Ibáñez, explicou que é a alta velocidade relativa entre os fluxos de plasma capturados e escapados que permite que o processo hipotético funcione, extraindo enormes quantidades de energia do buraco negro.

“Calculamos que o processo de energização do plasma poderia atingir 150% de eficiência, muito superior a qualquer usina em operação na Terra”, comentou Asenjo. “Atingir eficiência acima de 100% é possível porque os buracos negros perdem energia, que é doada gratuitamente ao plasma que deles sai”.

Os dois acadêmicos argumentam que a validade de sua teoria já foi comprovada pelos próprios buracos negros, porque seria a razão de suas erupções, ou poderosas explosões de radiação, detectáveis ​​até mesmo na Terra.

A comunidade científica, embora fascinada pelas intuições dos dois académicos, mantém (com razão) uma atitude morna em relação à teoria, pelo menos enquanto esta não for confirmada.

“As ideias e conceitos discutidos neste trabalho são verdadeiramente fascinantes”, disse Vyacheslav Lukin, diretor de programa da National Science Foundation. “Estamos ansiosos pela tradução potencial de estudos aparentemente esotéricos da astrofísica dos buracos negros para o domínio prático.”

Zhan-Feng Mai e Run-Qiu Yang, físicos da Universidade de Tianjin (China), concordam com esta perspectiva, postulando que os buracos negros servem como fonte de energia. Recentemente divulgaram as suas descobertas, que se baseiam nos trabalhos de Comisso e Asenjo, através da publicação na Physical Review D em dezembro de 2023 sob o título “Buracos negros como baterias recarregáveis ​​e reatores nucleares.

Com base nos resultados de suas pesquisas, os modelos matemáticos propostos validam a proposição teórica apresentada por esses estudiosos a respeito da potencial utilização da atração gravitacional de um buraco negro como meio de geração de energia elétrica. No entanto, isto levanta a questão de qual buraco negro específico seria mais adequado para tal empreendimento.

buracos negros supermassivos, de tamanho intermediário e em escala estelar. No entanto, nenhuma destas categorias parece estar em conformidade com as dimensões necessárias para funcionar como fonte de energia ou “usina eléctrica”.

Além disso, permanece incerto se os buracos negros primordiais, que seriam candidatos ideais para os nossos propósitos, realmente existem. Embora atualmente faltem provas empíricas, pesquisas futuras poderão revelar mais informações sobre esses objetos enigmáticos no futuro.

Os buracos negros primordiais, caracterizados pelo seu tamanho minúsculo, podem ter evaporado ao longo do tempo através de um processo quântico chamado radiação Hawking, levando à sua eventual dissolução.

Na verdade, é concebível que buracos negros primordiais substanciais possam ainda existir em certas regiões isoladas do cosmos, dando assim credibilidade a uma parte dos cálculos e conjecturas de Comisso e Asenjo.

No ponto de vista de Zhan-Feng Mai e Run-Qiu Yang, uma abordagem ideal para aproveitar os buracos negros como fontes de energia envolveria um processo de reposição através da introdução de partículas alfa, que se originam do decaimento radioativo, que são transformadas em pósitrons dentro do confins do próprio buraco negro.

Em termos ideais, este método tem o potencial de recuperar até um quarto da massa contribuída para o buraco negro primordial na forma de energia utilizável.

*️⃣ Link da fonte:

um estudo da Universidade de Columbia, Aqui , “Reconexão magnética como mecanismo de extração de energia de buracos negros em rotação” , “Buracos negros como baterias recarregáveis e reatores nucleares” ,