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

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Isabel M. Vaz Belchior

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

Imaginem um futuro distante quando os seres humanos

passarem para 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 será preciso para a nossa civilização dar esse salto?

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

Há muitas coisas a ter em conta — como comunicaremos?

What might a galactic government look like?

Como será um governo galáctico?

And one of the most fundamental of all:

E uma das coisas mais importantes:

where would we get enough energy to power that civilization—

Onde obteremos energia suficiente para alimentar essa civilização

its industry, its terraforming operations, and its starships?

— a indústria, as operações de transformação e as naves espaciais?

An astronomer named Nikolai Kardashev proposed a scale

Um astrónomo chamado Nikolai Kardashev

propôs uma escala para quantificar a crescente necessidade de energia

to quantify an evolving civilization’s increasing energy needs.

duma civilização em evolução.

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

Na primeira fase evolucionária, em que estamos atualmente,

planet-based fuel sources like fossil fuels,

as fontes de combustível no nosso planeta,

como os combustíveis fósseis, os painéis solares e as centrais nucleares

solar panels and nuclear power plants

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

provavelmente são suficientes para povoar outros planetas do nosso sistema solar,

but not much beyond that.

mas pouco mais para além disso.

For a civilization on the third and final stage,

Para uma civilização na terceira e última fase,

expansion on a galactic scale would require about 100 billion times

a expansão à escala galáctica exigirá cerca de 100 mil milhões de vezes

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

mais energia do que os 385 yota joules

que o nosso Sol liberta por segundo.

Barring a breakthrough in exotic physics,

E a menos que haja um avanço na Física exótica,

there’s only one energy source that could suffice:

só há uma fonte de energia que poderá ser suficiente:

a supermassive black hole.

um buraco negro super maciço.

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

É contraintuitivo pensar em buracos negros como fontes de energia,

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

mas é exatamente isso que eles são, graças aos seus discos de acreção:

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

estruturas circulares, planas, formadas por matéria

que vai caindo no horizonte de eventos.

Because of conservation of angular momentum,

Graças à conservação do ímpeto angular,

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

as partículas não caem diretamente no buraco negro.

Instead, they slowly spiral.

Em vez disso, caem lentamente em espiral.

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 a sua energia potencial em energia cinética

as they inch closer to the event horizon.

à medida que se vão aproximando do horizonte de eventos.

Particle interactions allow for this kinetic energy

A interação das partículas permite que esta energia cinética

to be radiated out into space

seja irradiada para o espaço

at an astonishing matter-to-energy efficiency:

com uma eficácia espantosa de matéria-para-energia:

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

6% para buracos negros não-rotativos e mais de 32% para os buracos rotativos.

This drastically outshines nuclear fission,

Isto ultrapassa extraordinariamente a fissão nuclear,

currently the most efficient widely available mechanism

atualmente o mecanismo mais eficaz e abundantemente 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

O segredo para aproveitar esta energia pode residir numa estrutura

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

idealizada pelo físico Freeman Dyson, conhecida por esfera de Dyson.

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

Nos anos 60, Dyson sugeriu que uma civilização planetária avançada

could engineer an artificial sphere around their main star,

podia construir uma esfera artificial em volta da sua estrela principal,

capturing all of its radiated energy to satisfy their needs.

captando toda a sua energia irradiada para satisfazer as suas necessidades.

A similar, though vastly more complicated design

Uma conceção semelhante, embora muito mais complicada

could theoretically be applied to black holes.

poderá ser aplicada, em teoria, aos buracos negros.

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

Para produzirem energia, os buracos negros precisam de ser alimentados continuamente

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

— por isso, não podemos cobri-los inteiramente com uma esfera.

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

Mesmo que o fizéssemos, os jatos de plasma que saem dos polos

of many supermassive black holes

de muitos buracos negros extremamente maciços,

would blow any structure in their way to smithereens.

despedaçariam qualquer estrutura no seu caminho.

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

Em vez disso, podemos idealizar uma espécie de anel de Dyson

made of massive, remotely controlled collectors.

feito de coletores enormes, controlados à distância,

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

numa órbita compacta em volta de um buraco negro,

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

talvez no plano do disco de acreção, mas bastante afastados dele.

These devices could use mirror-like panels

Estes aparelhos poderão usar painéis espelhados

to transmit the collected energy to a powerplant,

para transmitirem a energia recolhida a uma central energética

or a battery for storage.

ou a uma bateria de armazenagem.

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

Precisaremos de garantir

que estes coletores são colocados no raio correto:

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

demasiado perto e derreter-se-ão graças à energia irradiada;

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

longe demais e só recolherão uma fração minúscula da energia disponível

and might be disrupted by stars orbiting the black hole.

e poderão ser despedaçados por estrelas na órbita do buraco negro.

We would likely need several Earths worth of highly reflective material

Provavelmente, precisaremos de material altamente refletor

like hematite to construct the full system—

tal como a hematite, para construir todo esse sistema

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

mais uns quantos planetas desmantelados

para fazer uma legião de robôs de construção.

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

Depois de construído, o anel de Dyson será uma obra-prima da tecnologia

powering a civilization spread across every arm of a galaxy.

alimentando uma civilização espalhada por cada braço duma galáxia.

This all may seem like wild speculation.

Tudo isto pode parecer especulação,

But even now, in our current energy crisis,

mas, já hoje, na nossa atual crise de energia,

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

somos confrontados com os recursos limitados do nosso planeta.

New ways of sustainable energy production will always be needed,

Serão sempre necessárias novas formas de produção sustentável de energia,

especially as humanity works towards the survival

especialmente, à medida que a Humanidade luta pela sobrevivência

and technological progress of our species.

e pelo progresso tecnológico da nossa espécie.

Perhaps there’s already a civilization out there

Talvez já haja algures uma civilização

that has conquered these astronomical giants.

que tenha conquistado esses gigantes astronómicos.

We may even be able to tell

Até talvez possamos dizer,

by seeing the light from their black hole periodically dim

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

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

à medida que partes do anel de Dyson passam entre eles e nós.

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

Ou talvez essas superestruturas estejam fadadas a manter-se no reino da teoria.

Only time— and our scientific ingenuity— will tell.

Só o tempo — e o nosso engenho científico — o dirão.