doi.org/10.1103/PhysRevD.108.104066
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#Buraco Negro
Os buracos negros são alguns dos objetos mais poderosos do universo – e os humanos poderiam inventar maneiras de aproveitar esse poder como fonte de energia, afirma um novo estudo teórico.
A atração gravitacional dos buracos negros é tão forte que nada consegue escapar do seu alcance. Então, poderíamos algum dia aproveitar o poder gigantesco dos buracos negros como fonte de energia?
Num novo estudo, os cientistas propõem duas maneiras de algum dia usar os buracos negros como fontes de energia. Eles previram processos de extração de energia de buracos negros usando suas propriedades rotacionais e gravitacionais.
“Sabemos que podemos extrair energia de buracos negros e também sabemos que podemos injetar energia neles, o que quase soa como uma bateria”, disse o autor principal Zhan Feng Mai, pesquisador de pós-doutorado no Instituto Kavli de Astronomia e Astrofísica em Universidade de Pequim, disse ao Live Science.
No primeiro cenário hipotético, os cientistas “carregariam” o buraco negro injetando-lhe partículas massivas e eletricamente carregadas. Estas cargas continuariam sendo sugadas até que o próprio buraco negro tivesse um campo eléctrico que começasse a repelir quaisquer cargas adicionais que tentassem injetar, explicaram os cientistas no estudo, publicado a 29 de Novembro na revista Physical Review D.
Quando esta repulsão eletromagnética fosse maior que a atração gravitacional do buraco negro, os cientistas o considerariam “totalmente carregado”. De acordo com a teoria da relatividade geral de Einstein, que diz que a massa pode ser tratada como equivalente à energia, a energia disponível do buraco negro viria de uma combinação das cargas elétrica s injectadas nele, bem como da massa dessas cargas elétrica s.
“A bateria do buraco negro está transformando a energia da massa da partícula em energia de carga”, disse Mai.
Os investigadores calcularam a eficiência do processo de recarga em 25%, o que significa que as baterias dos buracos negros poderiam transformar cerca de um quarto da massa introduzida em energia disponível na forma de um campo eléctrico. Isso tornaria a eficiência da bateria cerca de 250 vezes maior do que a de uma bomba atômica, calculou a equipe.
Para extrair a energia, os investigadores utilizariam um processo conhecido como superradiância, que se baseia na teoria de que o espaço-tempo é literalmente arrastado em torno da rotação de um buraco negro giratório devido ao seu intenso campo gravitacional.
As ondas gravitacionais ou eletromagnéticas que entrassem nesta região de rotação também seriam arrastadas, mas supondo que ainda não tivessem passado o horizonte de eventos do buraco negro – a fronteira além da qual nada, nem mesmo a luz, pode escapar – algumas ondas poderiam ser desviadas com mais energia. do que carregavam inicialmente, escreveram os pesquisadores. Este processo converteria a energia rotacional do buraco negro, determinada pela sua massa, nas ondas que são desviadas.
O outro método de aproveitar a energia de um buraco negro envolveria a extração dessa energia na forma dos chamados pares de Schwinger, ou partículas emparelhadas que se formam espontaneamente na presença de um campo elétrico.
Se começássemos com um buraco negro totalmente carregado, o campo elétrico próximo ao horizonte de eventos poderia ser tão forte que criaria espontaneamente um elétron e um pósitron, que é como um elétron, mas com carga oposta, explicou Mai. Se o buraco negro tivesse carga positiva, o pósitron seria lançado para fora do buraco negro devido à repulsão. Essa partícula descontrolada poderia então, teoricamente, ser coletada como energia.
Mai disse que não sabe se algum dia veremos uma bateria como esta, mas o exercício teórico foi inspirado nas tentativas anteriores dos cientistas de extrair teoricamente energia dos buracos negros.
“Vemos o buraco negro como um lugar onde a mecânica quântica e a gravidade precisam de alguma forma se unir”, disse Daniele Faccio, física da Universidade de Glasgow que não esteve envolvida no estudo, ao Live Science. “Olhando para eles da perspectiva da mineração de energia, podemos entender um pouco mais sobre o que está acontecendo”.
Publicado em 07/01/2024 18h37
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