• Ciência Surpreendente

Estudo da Columbia encontra nova maneira de extrair energia de buracos negros

Um novo estudo explica como uma região caótica fora do horizonte de eventos de um buraco negro pode fornecer um suprimento virtualmente infinito de energia.

• Em 1969, o físico Roger Penrose propôs pela primeira vez uma maneira pela qual seria possível extrair energia de um buraco negro.
• Um novo estudo baseia-se em ideias semelhantes para descrever como a atividade magnética caótica na ergosfera de um buraco negro pode produzir grandes quantidades de energia, que poderiam ser potencialmente colhidas.
• As descobertas sugerem que, em um futuro muito distante, pode ser possível para uma civilização sobreviver aproveitando a energia de um buraco negro em vez de uma estrela.

Como o Sol, as estrelas espalhadas por toda a nossa Via Láctea e além produzem quantidades insondáveis ​​de energia. Mas o mesmo acontece com os objetos que não podemos ver: buracos negros.

Por décadas, os cientistas se perguntaram se é possível extrair energia de buracos negros, que são as misteriosas regiões do espaço-tempo essa forma quando as estrelas colapsam em si mesmas. A extração de energia dessas áreas de matéria ultracondensada poderia fornecer um suprimento de energia virtualmente infinito para as civilizações do espaço sideral, se fisicamente e praticamente possível.

Embora sem dúvida alguma coisa de ficção científica, a ideia está longe de ser nova.

Em 1969, o físico e ganhador do Prêmio Nobel Roger Penrose propôs que talvez fosse possível extrair energia de um buraco negro em rotação. Ele pensou que isso poderia ocorrer na ergosfera de um buraco negro.

A ergosfera

A ergosfera é uma região fora do horizonte de eventos de um buraco negro, a fronteira de um buraco negro além do qual nada, nem mesmo a luz, pode escapar. Mas a luz e a matéria fora do horizonte de eventos, na ergosfera, também seriam afetadas pela imensa gravidade do buraco negro. Os objetos nesta zona girariam na mesma direção do buraco negro em velocidades incrivelmente rápidas, semelhantes a objetos flutuando em torno do centro de um redemoinho.

O processo de Penrose afirma, em termos simples, que um objeto pode entrar na ergosfera e se quebrar em duas partes. Uma peça seguiria em direção ao horizonte de eventos, engolida pelo buraco negro. Mas se a outra peça conseguisse escapar da ergosfera, ela poderia emergir com mais energia do que entrou.

O filme 'Interestelar' fornece um exemplo do processo Penrose. Enfrentando uma escassez de combustível em uma missão no espaço profundo, a tripulação faz um último esforço para voltar para casa entrando na ergosfera de um buraco negro, abandonando parte de sua espaçonave e 'atirando' para longe do buraco negro com grande quantidade de energia .

Em um estudo recente publicado na American Physical Society's Revisão Física D , os físicos Luca Comisso e Felipe A. Asenjo usaram idéias semelhantes para descrever outra maneira pela qual a energia poderia ser extraída de um buraco negro. A ideia está centrada nos campos magnéticos dos buracos negros.

'Os buracos negros são comumente cercados por uma' sopa 'quente de partículas de plasma que carregam um campo magnético', disse Comisso, um cientista pesquisador da Universidade de Columbia e principal autor do estudo. Columbia News .

Representação ergosfera

Yukterez (Simon Tyrant, Viena)

Na ergosfera de um buraco negro em rotação, as linhas do campo magnético estão constantemente se quebrando e se reconectando em alta velocidade. Os pesquisadores teorizaram que, quando essas linhas se reconectam, as partículas de plasma disparam em duas direções diferentes. Um fluxo de partículas dispara contra a direção do buraco negro giratório, eventualmente sendo 'engolido' pelo buraco negro. Mas o outro fluxo dispara na mesma direção do giro, potencialmente ganhando velocidade suficiente para escapar da atração gravitacional do buraco negro.

Os pesquisadores propuseram que isso ocorre porque a quebra e a reconexão das linhas do campo magnético podem gerar partículas de energia negativa. Se as partículas de energia negativa fossem 'engolidas' pelo buraco negro, as partículas positivas seriam teoricamente aceleradas exponencialmente.

'Nossa teoria mostra que quando as linhas do campo magnético se desconectam e se reconectam, da maneira certa, elas podem acelerar as partículas de plasma a energias negativas e grandes quantidades de energia de buraco negro podem ser extraídas', disse Comisso. 'É como se uma pessoa pudesse perder peso comendo doces com calorias negativas.'

Buraco negro

Colaboração Event Horizon Telescope

Embora possa não haver aplicações imediatas para a teoria, ela pode ajudar os cientistas a entender e observar melhor os buracos negros. Em um nível abstrato, as descobertas podem expandir os limites do que os cientistas imaginam ser possível no espaço profundo.

'Daqui a milhares ou milhões de anos, a humanidade poderá sobreviver ao redor de um buraco negro sem aproveitar a energia das estrelas', disse Comisso. “É essencialmente um problema tecnológico. Se olharmos para a física, não há nada que o impeça. '

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