Por décadas, os cientistas lutaram com um complexo mistério da física: será que as imensas quantidades de energia teoricamente produzidas por buracos negros em rotação poderiam ser exploradas por mãos humanas?
Se as sociedades futuras fossem de alguma forma capazes de realizar essa façanha magnífica, o fornecimento de energia de civilizações galácticas distantes aparentemente estaria garantido – e agora os cientistas têm uma nova explicação para como tal extração exótica poderia um dia ser possível.
O novo trabalho de Comisso – coautor do físico Felipe A. Asenjo da Universidad Adolfo Ibáñez no Chile – fornece um novo prisma para vislumbrar como a extração de energia de um buraco negro giratório poderia funcionar.
Dada sua massa extrema, é natural supor que os buracos negros também contenham uma quantidade extrema de energia. Infelizmente, está tudo trancado no fundo de um poço escorregadio do espaço-tempo.
Sob as condições em que essa massa gira, pode ser possível mergulhar um dedo do pé nesta imensa reserva de energia à medida que as encostas do espaço-tempo são arrastadas.
Processo de Penrose
O eminente físico e matemático da Universidade de Oxford Roger Penrose sugere um método engenhoso. No que ficou conhecido como processo de Penrose, a energia poderia teoricamente ser extraída da região fora do horizonte de eventos de um buraco negro, chamada ergosfera, dentro da qual o espaço-tempo é distorcido pelos efeitos da rotação do buraco negro.
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Os cálculos de Penrose sugeriram que, se uma partícula se dividisse em duas partes dentro da ergosfera, com uma parte caindo no horizonte de eventos e a outra escapando da atração gravitacional do buraco negro, a energia produzida pelo objeto escapante seria teoricamente extraível, se praticamente impossível.
Essa famosa ideia foi verificada experimentalmente por cientistas em um artigo publicado há apenas alguns meses, mas não é o único meio sugerido de aproveitar a energia de um buraco negro em rotação.
A radiação Hawking, baseada nas emissões da mecânica quântica, é outra forma, conhecida como processo Blandford-Znajek, no qual a energia pode ser extraída eletromagneticamente por meio do campo magnético ao redor de um buraco negro.
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Na análise de Comisso e Asenjo, o magnetismo também desempenha um papel central – especificamente, conforme as linhas do campo magnético se rompem e se reintegram dentro da ergosfera – mas também reformula parte do pensamento do processo de Penrose.
Magnetismo, energia e buraco negro
Conforme as reconexões magnéticas ocorrem fora do horizonte de eventos – partindo partículas de plasma aceleradas a velocidades próximas à velocidade da luz em duas direções diferentes – um fluxo de plasma pode cair no horizonte de eventos, com o outro escapando.
Da perspectiva do buraco negro, a partícula em queda estaria imbuída de uma quantidade negativa de energia. De fora do buraco negro, a partícula que sai teria energia positiva que poderia ser colocada para funcionar.
Por meio desse método, a fuga de fluxos de plasma com energia adicional poderia teoricamente servir como uma fonte virtualmente ilimitada de energia livre, desde que o buraco negro continue engolindo plasma de energia negativa.
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Embora seja improvável que algum dia possamos explorar de forma viável essa geração de energia em termos práticos, isso não significa que ela seja totalmente inútil.
De uma perspectiva astronômica, o fenômeno pode ser o que alimenta as erupções de buracos negros – representando vastas liberações de energia de radiação que não são exploradas no espaço.
Traduzido e adaptado por equipe Saibamais
Fonte: ScienceAlert e NewBreak
