Civilizações avançadas podem estar usando esferas dyson para coletar energia de buracos negros

 

Exemplo de uma esfera dyson parcial em torno de uma estrela. Crédito: Kevin Gill

Os buracos negros são mais do que apenas objetos massivos que engolem tudo ao seu redor — eles também são uma das maiores e mais estáveis fontes de energia do universo. Isso os tornaria inestimáveis para o tipo de civilização que precisa de enormes quantidades de poder, como uma civilização Kardashevtipo II. Mas para aproveitar todo esse poder, a civilização teria que cercar todo o buraco negro com algo que pudesse capturar o poder que está emitindo.

Uma solução em potencial seria uma esferadyson — um tipo de projeto de megaengenharia estelar que encapsula uma estrela inteira (ou, neste caso, um buraco negro) em uma baia artificial que captura toda a energia que o objeto em seu centro emite. Mas mesmo que fosse capaz de capturar toda a energia que o buraco negro emite, a esfera em si ainda sofreria com a perda de calor. E essa perda de calor tornaria-o visível para nós, de acordo com uma nova pesquisa publicada por uma equipe internacional liderada por pesquisadores da Universidade Nacional Tsing Hua, em Taiwan.

Obviamente, nenhuma dessas estruturas ainda foi detectada. Ainda assim, o artigo prova que é possível fazê-lo, apesar de nenhuma luz visível passar pela superfície da esfera e a reputação de um buraco negro por ser pias de luz em vez de fontes de luz. Para entender como detectaríamos tal sistema, primeiro, seria útil entender o que esse sistema seria projetado para fazer.

Os autores estudam seis fontes de energia diferentes que uma esfera dyson potencial poderia coletar em torno de um buraco negro. Eles são a radiação onipresente de fundo de micro-ondas cósmica (que estaria se lavando sobre a esfera não importa onde foi colocada), a radiação Hawking do buraco negro, seu disco de acreção,seu acreção bondi, sua coroa, e seus jatos relativísticos.

Algumas dessas fontes de energia são muito mais poderosas do que outras, com a energia do disco de acreção do buraco negro liderando o pacote em termos de potenciais capturas de energia. Outros tipos de energia exigiriam desafios de engenharia completamente diferentes, como capturar a energia cinética dos jatos relativísticos que disparam dos polos do buraco negro. O tamanho obviamente desempenha um grande fator na quantidade de energia que esses buracos negros emitem. Os autores se concentram principalmente nos buracos negros de massa estelar como um bom ponto de comparação com outras fontes de energia potenciais. Nesse tamanho, o disco de acreção sozinho forneceria centenas de vezes a saída de energia de uma estrela de sequência principal.

Seria impossível construir uma esfera dyson em torno de qualquer objeto desse tamanho com materiais conhecidos atuais. Mas o tipo de civilização que estaria interessada em enfrentar tal desafio de engenharia provavelmente teria materiais muito mais fortes do que temos hoje. Alternativamente, eles poderiam trabalhar com materiais conhecidos para criar um enxame Dyson ou bolha dyson, que não requer tanta força material, mas perde um pouco da energia que uma esfera completa capturaria, e adiciona múltiplas camadas de complexidade ao coordenar caminhos orbitais e outros fatores. Qualquer tal estrutura teria que estar fora do disco de acreção para obter o benefício total da energia que o buraco negro emite.

Imagem composta de Centaurus A, o buraco negro supermassivo central da nossa galáxia, mostrando os jatos emergindo junto com a radiação gama associada. Crédito: ESO/WFI (Óptico); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (Submillimetre); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (Raio-X), colaboração H.E.S.S. (Gamma)

Mesmo uma única esfera em torno de um único buraco negro de massa estelar seria suficiente para empurrar qualquer civilização que a criasse em território tipo II, dando-lhe um nível de saída de energia inimaginável com a tecnologia atual. Mas mesmo uma civilização tão potente provavelmente não será capaz de dobrar as leis da física. Não importa o nível de energia, parte dele será perdido para o calor.

Para os astrônomos, o calor é simplesmente outra forma de luz — infravermelho, para ser exato. E de acordo com os pesquisadores, o calor emitido por uma esfera dyson em torno de um buraco negro deve ser detectável pela nossa atual safra de telescópios, como o Wide Field Infrared Survey Explorer e o Sloan Digital Sky Survey, a uma distância de cerca de 10kpc pelo menos. Isso é cerca de 1/3 da distância em toda a Via Láctea. Não importa o quão perto eles estavam, eles não apareceria como estrelas tradicionais, mas poderiam ser detectáveis usando o método de velocidade radial comumente usado para encontrar exoplanetas.

Embora este seja um trabalho teórico útil, certamente não houve nenhuma evidência de tal estrutura existente ainda - O Paradoxo de Fermi ainda se mantém. Mas dado todos os dados que já estamos coletando esses telescópios, pode ser interessante escanear através deles mais uma vez para verificar se há calor emanando de um lugar onde não seria esperado. Valeria a pena pelo menos olhar para o que poderia ser uma descoberta tão fundamentalmente inovadora.

fonte: phys.org