Could we steal the power of a black hole? - Fabio Pacucci

Tradutor: Kley Halisson Revisor: Maricene Crus

Imagine a distant future when humans reach beyond our pale blue dot,

Imagine um futuro distante quando humanos alcançarem

além do nosso pálido ponto azul,

forge cities on planets thousands of light-years away,

criarem cidades em planetas a milhares de anos-luz de distância,

and maintain a galactic web of trade and transport.

e mantiverem uma rede galáctica de comércio e transporte.

What would it take for our civilization to make that leap?

O que seria necessário para nossa civilização dar este passo?

There are many things to consider— how would we communicate?

Há muitas coisas para considerar: como nos comunicaríamos?

What might a galactic government look like?

Como seria um governo galáctico?

And one of the most fundamental of all:

E um dos mais fundamentais:

where would we get enough energy to power that civilization—

onde conseguiríamos a energia suficiente para esta civilização,

its industry, its terraforming operations, and its starships?

sua indústria, suas operações de terraformação e naves espaciais?

An astronomer named Nikolai Kardashev proposed a scale

Um astrônomo chamado Nikolai Kardashev propôs uma escala

to quantify an evolving civilization’s increasing energy needs.

para quantificar o aumento da necessidade de energia de uma civilização em evolução.

In the first evolutionary stage, which we’re currently in,

No primeiro estágio evolucionário, no qual estamos atualmente,

planet-based fuel sources like fossil fuels,

fontes de combustíveis planetários como combustíveis fósseis,

solar panels and nuclear power plants

painéis solares e usinas nucleares

are probably enough to settle other planets inside our own solar system,

provavelmente são o suficiente para povoar outros planetas em nosso sistema solar,

but not much beyond that.

mas não muito mais além disso.

For a civilization on the third and final stage,

Para uma civilização no terceiro e último estágio,

expansion on a galactic scale would require about 100 billion times

a expansão em uma escala galáctica precisaria de quase 100 bilhões de vezes

more energy than the full 385 yotta joules our sun releases every second.

mais energia do que os 385 iota joules que o nosso Sol libera a cada segundo.

Barring a breakthrough in exotic physics,

Barrando um avanço na Física exótica,

there’s only one energy source that could suffice:

só há uma fonte de energia que poderia ser suficiente:

a supermassive black hole.

um buraco negro supermassivo.

It’s counterintuitive to think of black holes as energy sources,

É contraintuitivo pensar em um buraco negro como uma fonte de energia,

but that’s exactly what they are, thanks to their accretion disks:

mas é exatamente isso o que ele é, graças aos seus discos de acreção:

circular, flat structures formed by matter falling into the event horizon.

estruturas circulares achatadas formadas de matéria caindo no horizonte de eventos.

Because of conservation of angular momentum,

Por causa da conservação do momento angular,

particles there don’t just plummet straight into the black hole.

as partículas lá não simplesmente despencam direto para o buraco negro.

Instead, they slowly spiral.

Em vez disso, elas espiralam lentamente.

Due to the intense gravitational field of the black hole,

Devido ao intenso campo gravitacional do buraco negro,

these particles convert their potential energy to kinetic energy

essas partículas convertem sua energia potencial em energia cinética

as they inch closer to the event horizon.

enquanto se aproximam do horizonte de eventos.

Particle interactions allow for this kinetic energy

Interações das partículas permitem que essa energia cinética

to be radiated out into space

seja irradiada para o espaço

at an astonishing matter-to-energy efficiency:

com uma eficiência espantosa de matéria para energia:

6% for non-rotating black holes, and up to 32% for rotating ones.

6% para os buracos negros não-rotativos, e quase 32% para os rotativos.

This drastically outshines nuclear fission,

Isso ultrapassa drasticamente a fissão nuclear,

currently the most efficient widely available mechanism

atualmente o mecanismo mais eficiente e altamente disponível

to extract energy from mass.

para extrair energia da massa.

Fission converts just 0.08% of a Uranium atom into energy.

A fissão converte em energia apenas 0,08% de um átomo de urânio.

The key to harnessing this power may lie in a structure

A chave para aproveitar este poder pode estar na estrutura

devised by physicist Freeman Dyson, known as the Dyson sphere.

idealizada pelo físico Freeman Dyson,

conhecida como esfera de Dyson.

In the 1960s, Dyson proposed that an advanced planetary civilization

Nos anos 1960, Dyson propôs que uma avançada civilização planetária

could engineer an artificial sphere around their main star,

poderia criar uma esfera artificial ao redor da sua estrela principal,

capturing all of its radiated energy to satisfy their needs.

capturando toda a sua energia irradiada para satisfazer suas necessidades.

A similar, though vastly more complicated design

Uma concepção similar, mas muito mais complicada,

could theoretically be applied to black holes.

poderia teoricamente ser aplicada aos buracos negros.

In order to produce energy, black holes need to be continuously fed—

Para produzir energia, buracos negros precisam ser alimentados continuamente;

so we wouldn’t want to fully cover it with a sphere.

então eles não deveriam ser cobertos completamente com uma esfera.

Even if we did, the plasma jets that shoot from the poles

Mesmo se fossem cobertos, os jatos de plasma que saem dos polos

of many supermassive black holes

de muitos buracos negros supermassivos

would blow any structure in their way to smithereens.

despedaçariam qualquer estrutura em seu caminho.

So instead, we might design a sort of Dyson ring,

Em vez disso, poderia ser construído uma espécie de anel de Dyson,

made of massive, remotely controlled collectors.

feito com coletores enormes, remotamente controlados.

They’d swarm in an orbit around a black hole,

Eles encheriam a órbita de um buraco negro,

perhaps on the plane of its accretion disk, but farther out.

talvez na direção do disco de acreção, mas mais distante dele.

These devices could use mirror-like panels

Estes dispositivos poderiam usar painéis reflexivos

to transmit the collected energy to a powerplant,

para transmitir a energia coletada para uma usina,

or a battery for storage.

ou uma bateria de armazenamento.

We’d need to ensure that these collectors are built at just the right radius:

Precisaríamos nos certificar de que estes coletores sejam colocados no raio correto:

too close and they’d melt from the radiated energy.

se muito próximos, eles derreteriam com a energia irradiada.

Too far, and they’d only collect a tiny fraction of the available energy

Muito distantes e eles coletariam apenas uma pequena fração da energia disponível

and might be disrupted by stars orbiting the black hole.

e poderiam ser despedaçados por estrelas orbitando o buraco negro.

We would likely need several Earths worth of highly reflective material

Precisaríamos de uma quantidade equivalente a vários planetas Terra

de material altamente reflexivo, como a hematita,

like hematite to construct the full system—

para construir o sistema completo;

plus a few more dismantled planets to make a legion of construction robots.

mais alguns planetas desmantelados para fazer uma legião de robôs de construção.

Once built, the Dyson ring would be a technological masterpiece,

Uma vez construído, o anel de Dyson seria uma obra-prima tecnológica,

powering a civilization spread across every arm of a galaxy.

energizando uma civilização espalhada através de cada braço da galáxia.

This all may seem like wild speculation.

Isso tudo pode parecer uma grande especulação.

But even now, in our current energy crisis,

Mas, mesmo agora, com a nossa atual crise energética,

we’re confronted by the limited resources of our planet.

somos confrontados pelos recursos limitados do nosso planeta.

New ways of sustainable energy production will always be needed,

Novas maneiras de produzir energia sustentável sempre serão necessárias,

especially as humanity works towards the survival

especialmente enquanto a humanidade luta pela sobrevivência

and technological progress of our species.

e progresso tecnológico de nossa espécie.

Perhaps there’s already a civilization out there

Talvez já exista uma civilização lá fora

that has conquered these astronomical giants.

que tenha conquistado estes gigantes astronômicos.

We may even be able to tell

Talvez até possamos afirmar,

by seeing the light from their black hole periodically dim

ao ver a luz do buraco negro dela escurecendo, periodicamente,

as pieces of the Dyson ring pass between us and them.

quando pedaços do anel de Dyson passar entre nós e eles.

Or maybe these superstructures are fated to remain in the realm of theory.

Ou talvez estas superestruturas estejam fadadas a permanecer no reino da teoria.

Only time— and our scientific ingenuity— will tell.

Apenas o tempo, e a nossa engenhosidade científica, o dirão.