Professor propõe como um buraco negro em órbita de um planeta pode ser sinal de uma civilização avançada

Em 1971, o físico matemático inglês e ganhador do prêmio Nobel Roger Penrose propôs como a energia poderia ser extraída de um buraco negro em rotação. Ele argumentou que isso poderia ser feito construindo um chicote em torno do disco de acreção do buraco negro, onde a matéria em queda é acelerada para perto da velocidade da luz, desencadeando a liberação de energia em vários comprimentos de onda. 

Ray traçou a sombra de um buraco negro giratório e carregado. Crédito: Simon Tyran, CC BY-SA 4.0

Desde então, vários pesquisadores sugeriram que civilizações avançadas poderiam usar esse método (o Processo Penrose) para alimentar sua civilização e que isso representa uma tecnoassinatura que deveríamos ficar atentos.

Exemplos incluem a Hipótese da Transcensão de John M. Smart, uma proposta de resolução para o Paradoxo de Fermi, onde ele sugeriu que a inteligência avançada pode migrar para a região ao redor dos buracos negros para aproveitar a energia disponível.

O mais recente vem do Professor de Harvard Avi Loeb, que propôs em um artigo recente como civilizações avançadas poderiam contar com uma "Lua Buraco Negro" para fornecer energia ao seu planeta natal indefinidamente. A maneira como esse buraco negro iluminaria o planeta que orbita, ele argumenta, constituiria uma potencial tecnoassinatura para futuras pesquisas SETI.

O professor Loeb é professor Frank B. Baird Jr. de Ciências na Universidade de Harvard, diretor do Instituto de Teoria e Computação do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian (CfA), diretor fundador da Iniciativa Buraco Negro (BHI) e chefe do Projeto Galileo.

Seu último artigo, "Iluminação de um planeta por uma lua de buraco negro como uma assinatura tecnológica", foi publicado recentemente nas Notas de Pesquisa da AAS .

Em 1975, Stephen Hawking teorizou que buracos negros emitem fótons, neutrinos e algumas partículas maiores — daí em diante conhecidas como "Radiação Hawking". Desde então, propostas para usar buracos negros como fonte de energia geralmente se enquadram em um de dois campos.

Por um lado, há a possibilidade de aproveitar o momento angular de seus discos de acreção (o "Processo Penrose") ou capturar o calor e a energia gerados por seus jatos de hipervelocidade (talvez na forma de uma Esfera de Dyson). Por outro lado, há a possibilidade de alimentar o buraco negro com matéria e aproveitar a Radiação Hawking resultante.

Em seu artigo, Loeb propõe como uma civilização avançada poderia confiar no último processo ao projetar um buraco negro que orbitaria seu planeta natal. Esse buraco negro seria muito pequeno, pesando apenas cem mil toneladas (10 11 g).

Se não for controlado, esse buraco negro evaporaria em apenas um ano e meio por meio da emissão de Radiação Hawking. Mas, como Loeb disse ao Universe Today por e-mail, ele poderia ser mantido pela acreção de quantidades relativamente pequenas de matéria (2,2 kg; 4,85 lbs) nele por segundo. Em troca, ele forneceria um suprimento infinito de energia:

"Este sistema de buraco negro é o motor mais eficiente que já pensei. O combustível é convertido em energia com a eficiência perfeita de 100%, porque a massa que cai no buraco negro está, em última análise, saindo como radiação Hawking. Eu não tinha visto essa ideia ser discutida antes e tive um "momento Eureka" quando percebi isso algumas semanas atrás. O único outro método para converter massa em radiação com 100% de eficiência é a aniquilação de matéria-antimatéria."

Como Loeb indica, a quantidade de antimatéria necessária está além de qualquer coisa que a humanidade possa alcançar atualmente. Desde 1995, os colisores de partículas do CERN conseguiram produzir menos de 10 nanogramas de antimatéria, o que é suficiente para alimentar uma lâmpada de 60 watts por quatro horas. Em comparação, o buraco negro de 10 11 g proposto por Loeb poderia fornecer continuamente 40 quatrilhões (4015) Watts.

"O uso global de energia é de alguns tera-Watts, dez mil vezes menos que o fornecimento de energia deste buraco negro", Loeb acrescentou. "A outra vantagem deste motor de buraco negro é que ele pode usar qualquer forma de matéria como combustível. Pode ser lixo. Não há melhor maneira de reciclar lixo do que convertê-lo em energia limpa com 100% de eficiência."

Outra vantagem é que um buraco negro pode usar qualquer forma de matéria como combustível, incluindo qualquer resíduo que a civilização produza. Nesse aspecto, um motor de buraco negro resolveria os problemas de lixo de uma civilização avançada, ao mesmo tempo em que forneceria um suprimento inesgotável de energia em troca.

Globalmente, os humanos produzem cerca de 1,92 bilhão de toneladas métricas (2,12 toneladas americanas) de resíduos anualmente, o que está tendo um impacto severo em nosso meio ambiente. Isso seria suficiente para alimentar um motor de buraco negro pesando 10 11 g por mais de 437 milhões de anos.

Sobre como tal feito poderia ser realizado, Loeb se refere a um artigo de opinião anterior no qual ele teorizou que uma civilização suficientemente avançada poderia criar um "universo bebê" por meio de tunelamento quântico. Enquanto tal feito seria algo que somente uma Civilização Tipo III (ou mais avançada) poderia alcançar, um mecanismo de buraco negro seria muito mais simples e talvez algo que uma Civilização Tipo II poderia projetar.

"Este é o grande desafio. A boa notícia é que é muito mais fácil produzir um buraco negro do que um universo bebê. Mas qualquer linha de produção de um buraco negro de 10 11 g requer a compressão de matéria ou radiação para uma densidade de massa que é 60 ordens de magnitude acima da densidade do ferro sólido.

A densidade de núcleos atômicos ou estrelas de nêutrons é apenas 15 ordens de magnitude acima da densidade sólida. Isso foi possível de ser alcançado na densidade de radiação cósmica menos de um femtossegundo após o Big Bang."

Este foi o assunto de outro artigo escrito recentemente por Loeb, no qual ele argumentou que, com base na Relatividade Geral, buracos negros podem ser feitos de luz. Mas o mais interessante sobre esse mecanismo de buraco negro proposto é a maneira como ele seria detectável a anos-luz de distância, tornando-o uma tecnoassinatura viável que indicaria a existência de uma civilização avançada.

Como muitas tecnoassinaturas propostas, particularmente as Esferas de Dyson e outras megaestruturas, a existência de um motor de buraco negro é especulativa e teórica. Mas como o próprio Freeman Dyson relatou uma vez, seja lá o que for que possamos conceber (e se a física for sólida), uma civilização suficientemente avançada pode já ter sido criada. Disse Loeb:

"O motor do buraco negro pode ser descoberto como um planeta rochoso desonesto que é iluminado por uma lua de raios gama sem companheira de massa estelar. Se algum dia encontrarmos evidências de tal motor, precisaremos considerar a possibilidade de que a fonte tenha sido criada ou aprisionada como um buraco negro primordial por uma civilização tecnológica altamente avançada .

Não há melhor marcador de inovação tecnológica do que criar uma fornalha a partir da curvatura do espaço-tempo na forma de um mini buraco negro."

Fonte: phys.org