Dois físicos do Chile e dos Estados Unidos acreditam que, um dia, os humanos poderão aproveitar a enorme energia que os buracos negros abrigam para seu proveito.
A teoria da relatividade geral de Einstein – que conecta espaço, tempo e gravidade – previa que buracos negros em rotação têm enormes quantidades de energia.
Nos últimos 50 anos, os cientistas tentaram criar métodos para libertar esse poder. O físico Roger Penrose teorizou que a desintegração de uma partícula poderia extrair energia de um buraco negro. Stephen Hawking propôs que os buracos negros poderiam libertar energia através da emissão da mecânica quântica. Já Roger Blandford e Roman Znajek sugeriram o torque eletromagnético como o principal agente de extração de energia.
Agora, os físicos Luca Comisso, da Universidade de Columbia, e Felipe Asenjo, da Universidad Adolfo Ibáñez, encontraram uma nova forma de extrair energia de buracos negros, quebrando e reunindo linhas de campo magnético perto do horizonte de eventos, o ponto de onde nada consegue escapar à atração gravitacional do buraco negro.
“Os buracos negros são normamente cercados por uma ‘sopa’ quente de partículas de plasma que carregam um campo magnético”, disse Luca Comisso, em comunicado. “A nossa teoria mostra que, quando as linhas do campo magnético se desconectam e se reconectam, da forma certa, podem acelerar as partículas de plasma para energias negativas e grandes quantidades de energia de buraco negro podem ser extraídas.”
Esta descoberta pode permitir aos astrónomos estimar melhor a rotação dos buracos negros, conduzir as emissões de energia dos buracos negros e pode até fornecer uma fonte de energia para as necessidades de uma civilização avançada, segundo Comisso.
Comisso e Asenjo construíram a teoria com base na premissa de que a reconexão de campos magnéticos acelera as partículas de plasma em duas direções diferentes. Um fluxo de plasma é empurrado contra a rotação do buraco negro, enquanto o outro é impulsionado na direção do buraco negro e pode escapar, o que liberta energia se o plasma engolido pelo buraco negro tiver energia negativa.
“É como se uma pessoa perdesse peso a comer doces com calorias negativas”, disse Comisso, que explicou que um buraco negro perde energia ao comer partículas de energia negativa. “Isso pode parecer estranho, mas pode acontecer numa região chamada ergosfera, onde o contínuo do espaço-tempo gira tão depressa que todos os objetos giram na mesma direção do buraco negro”.
Dentro da ergosfera, a reconexão magnética é tão extrema que as partículas de plasma são aceleradas a velocidades próximas da velocidade da luz. Segundo Asenjo, a alta velocidade relativa entre os fluxos de plasma capturados e em fuga é o que permite ao processo proposto extrair grandes quantidades de energia do buraco negro.
“Calculamos que o processo de energização de plasma pode atingir uma eficiência de 150%, muito maior do que qualquer central na Terra”, disse Asenjo. “Alcançar uma eficiência superior a 100% é possível porque os buracos negros libertam energia, que é dada gratuitamente ao plasma que escapa do buraco negro.”
Este processo de extração de energia pode já estar a acontecer num grande número de buracos negros. Isso pode estar a causar erupções dos buracos negros – explosões poderosas de radiação que podem ser detetadas da Terra.
Para os investigadores, a mineração de energia de buracos negros pode ser a resposta para as nossas necessidades futuras de energia. “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 um problema essencialmente tecnológico. Se olharmos para a física, não há nada que o impeça”.
Este estudo foi publicado este mês na revista científica Physical Review D.
