A noção de buracos negros invoca terror e pavor. Eles são inevitáveis! Eles devoram tudo! Nunca sai nada!
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A precisão dessas crenças cai no espectro do discutível ao incorreto. E uma dupla de físicos calculou agora como o proverbial sangue pode ser extraído da pedra do buraco negro. De acordo com Zhan-Feng Mai e Run-Qiu Yang, da Universidade de Tianjin, na China, minúsculos buracos negros poderiam, teoricamente, ser usados como fonte de energia.
Os seus cálculos revelam que buracos negros ultradensos poderiam funcionar como baterias recarregáveis e reatores nucleares, fornecendo energia na escala de gigaelétron-volts.
Na verdade, a energia extraída não vem de dentro do buraco negro, mas apenas de fora dele: as mais fortes concentrações de gravidade conhecidas no Universo.
Acredita-se que nosso Universo esteja repleto de buracos negros, mas eles nem sempre são exatamente fáceis de detectar. O que descobrimos sugere que a massa destes objetos misteriosos varia entre cerca de cinco vezes a massa do Sol e dezenas de milhares de milhões de massas solares.
Mas há outra classe de peso para buracos negros – pelo menos teoricamente. Estes são os buracos negros primordiais e podem ser espacialmente minúsculos, até tamanhos subatômicos.
Enquanto os buracos negros de massa estelar se formam a partir dos núcleos colapsados de estrelas mortas massivas, pensa-se que os buracos negros primordiais se formaram a partir de densidades excessivas no plasma primordial que encheu o Universo após o Big Bang.
Não sabemos se os buracos negros primordiais existem ou não, mas se existirem, abrem muitas possibilidades. Uma delas é a matéria escura, para a qual os buracos negros primordiais têm sido considerados candidatos atraentes.
Agora parece que poderemos aproveitar de alguma forma essas hipotéticas covinhas no espaço-tempo.
Uma bateria converte energia não elétrica em energia elétrica. Um reator nuclear aproveita o poder das reações nucleares para produzir energia. E um pequeno buraco negro, argumentam Mai e Yang, poderia teoricamente fazer as duas coisas.
“Considerando o fato de que o buraco negro tem uma força gravitacional extremamente forte, surge uma questão interessante: considerando pelo menos teoricamente, poderíamos usar a força gravitacional dos buracos negros para gerar energia elétrica, ou seja, fazer uso dos buracos negros como baterias?”, eles escrevam em seu papel.
“Neste artigo, argumentamos teoricamente que podemos usar um buraco negro de Schwarzschild como bateria recarregável.”
Agora, há um problema com buracos negros muito pequenos: a radiação Hawking. Esta é a perda de massa por um buraco negro devido à interação entre o horizonte de eventos do buraco negro e os campos quânticos na sua vizinhança. Quanto menor o buraco negro, mais rapidamente a massa é perdida através da radiação Hawking. Se um buraco negro for pequeno o suficiente, ele evaporará completamente com relativa rapidez.
Espera-se também que um pequeno buraco negro engula matéria muito rapidamente, o que tornaria difícil extrair qualquer coisa do espaço ao seu redor.
Mai e Yang descobriram que poderiam reabastecer e recarregar um buraco negro primordial acima de uma certa massa, de tal forma que produziria energia elétrica. Um buraco negro do tamanho de um átomo e com massa entre 10 15 e 10 18 quilogramas deveria ser capaz de produzir essa energia quando reabastecido com partículas carregadas.
No máximo, calcularam os pesquisadores, o buraco negro pode converter 25% da massa de entrada em energia. Essa é uma taxa de eficiência de 25%. A maioria dos painéis solares disponíveis comercialmente tem uma taxa de eficiência inferior a 23%.
A equipe também determinou que um buraco negro poderia obter uma eficiência semelhante à de um reator nuclear. As suas equações mostraram que, na vizinhança de um buraco negro primordial, 25 por cento da massa de uma partícula alfa, produzida por decaimento radioativo, pode ser convertida em energia cinética.
Não é realmente algo que poderemos testar. Mesmo que soubéssemos com certeza que eles estavam lá fora, não poderíamos simplesmente pegar um buraco negro primordial, muito menos contê-lo e controlá-lo. Mas a análise abre alguns assuntos interessantes para reflexão.
Em particular, a equipe afirma que o seu modelo de reator de buraco negro se situa dentro da gama de massa proposta para a matéria escura – levantando a possibilidade intrigante de que poderíamos, talvez, aproveitar uma das formas mais misteriosas de matéria do Universo para alimentar os nossos frigoríficos.
Traduzido por Mateus Lynniker de ScienceAlert
