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Transcrição

Os buracos negros são as maiores coleções de pura energia violenta no universo.

Se você chegar muito perto, eles vão devorá-lo e adicionar sua energia à coleção deles.

então a energia nos é perdida para sempre

ou será mesmo? Na realidade, existe um código de trapaça do universo.

Uma forma de alimentar civilizações até a morte de tudo,

ou de construir a maior bomba do universo.

Mas como?

Não é verdade que aprendemos que toda energia é presa para sempre nos buracos negros?

…até mesmo a luz?

Isso é verdade!

Tudo que você acha que sabe sobre a coisa mais estranha no universo

está prestes a ficar mais estranha por uma simples razão:

Buracos Negros estão girando!

Kurzgesagt - Em poucas palavras

Por que buracos negros giram?

Quando uma estrela realmente massiva morre

seu núcleo colapsa em sua própria gravidade, criando um buraco negro.

Isso significa que algo muito grande, se torna bem bem pequeno,

como o menor que qualquer coisa poderia ser neste universo.

Mas estrelas estão girando

e a propriedade fundamental do nosso universo é:

coisas que estão girando não querem parar de rodar.

Nós chamamos isso de Momento Angular,

e esse Momento Angular não consegue ir embora.

Uma coisa grande que gira e fica menor, acaba girando mais rápido.

Então, quando o núcleo de uma estrela colapsa,

o Momento a faz girar cada vez mais e mais rápido,

até que ela colapse em um buraco negro…

… e o buraco negro continua girando.

Inconcebivelmente rápido!

Alguns deles giram milhões de vezes por segundo.

Por que buracos negros que giram são especiais

Assim como buracos negros que não giram,

buracos negros que giram tem um Horizonte de Eventos e uma Singularidade

no núcleo, onde toda sua massa é concentrada.

A Singularidade é usualmente descrita como

um ponto infinitesimal e sem área de superfície;

mas pontos não podem girar,

portanto, uma Singularidade rodando não pode ser um ponto.

Invés disso, é chamada Singularidade Toroidal.

A Singularidade Toroidal é uma anel com uma espessura de zero

e sem superfície, girando extremamente rápido

contendo toda massa do buraco negro.

O buraco negro está girando tão rápido que ele une o próprio espaço-tempo.

Ele literalmente puxa o espaço consigo,

tal é a sua força.

Isso cria uma nova e super estranha

região do espaço-tempo: a Egosfera,

que envolve o buraco negro.

Se o espaço-tempo fica completamente quebrado

dentro do Horizonte de Eventos,

então ele está só meio quebrado dentro da Egosfera.

Dentro da Egosfera nada faz sentido,

é possível entrar nela e então sair de novo,

mas provavelmente não é uma boa experiência.

Você pode imaginar assim:

cair em um buraco negro estático

é como escorregar num buraco,

mas estar dentro de Egosfera

de um buraco negro que gira

é como uma descida giratória por um ralo mortal.

O buraco negro transfere a sua própria energia cinética, na forma de rotação,

para tudo que entra na Egosfera.

A Singularidade Toroidal faz você dançar

quer você queira ou não.

Você teria que se mover mais rápido que a velocidade da luz

só para conseguir ficar parado,

o que seria impossível.

Mas aqui está nossa trapaça:

nós podemos roubar essa energia!

E tem um monte de energia para roubar!

Como roubar energia de um monstro

Considere o buraco negro super massivo do centro da Via Láctea,

nós poderíamos roubar dele tanta energia

quanto toda a energia emitida por todas as estrelas da Via Láctea

em um bilhão de anos combinadas!

A forma mais fácil de roubar essa energia seria, estranhamente,

deixar uma coisa cair no buraco negro.

Nós vimos que a Singularidade Toroidal nos força energia

quando entramos na Egosfera;

o que seria muito parecido com descer em um tobogã circular,

com o espaço-tempo rodando em volta.

Se você for esperto, pode usar a água à sua vantagem e nadar mais rápido que antes.

Na prática, isso significa mandar um foguete na Egosfera

e fazer uma troca com o buraco negro.

Nós lhe damos alguma massa-energia,

e ele nos dá um pouco de sua energia de rotação.

Mas não é uma troca justa,

nós ficamos com a melhor parte do negócio.

Normalmente, quando lançamos um foguete,

trocamos energia química por cinética.

Isso é como nadar para frente em uma piscina,

mas se você lançar um foguete na Egosfera,

é como nadar para frente em uma piscina com ondas.

A energia rotacional das ondas lhe dá

uma aceleração muito mais forte do que a que você conseguiria

com seu próprio nado.

A aceleração que você pode conseguir pela rotação do buraco negro

é tão grande que você sai da Egosfera

com muito mais energia do que quando entrou.

O buraco negro te dá um pouco de energia de rotação,

desacelerando levemente.

Óbviamente isso requer uma grande quantidade de comida,

por sorte buracos negros não são exigentes.

Uma futura civilização avançada provavelmente coletaria asteróides

para derrubar no buraco negro quando precisassem de mais energia.

Mas tem uma forma ainda melhor de conseguir energia de um buraco negro

e, incrivelmente, ela constrói a maior bomba que

qualquer ser vivo jamais poderia sonhar.

A bomba de buraco negro

Só precisamos de duas coisas para construir a bomba de buraco negro:

um buraco negro que gira rápido e um espelho enorme.

O espelho tem que cobrir completamente o buraco negro,

similar à Esfera de Dyson, uma mega estrutura

que coleta a energia de uma estrela inteira.

Só que o nosso espelho seria mais fácil de construir,

espelhos são mais simples e buracos negros são muito mais compactos que estrelas.

Se fizéssemos o espelho com 10 cm de espessura

a quantidade de metal de um asteroide grande seria provavelmente suficiente

para um buraco negro com a massa do nosso Sol.

Uma vez que nosso espelho estivesse posicionado,

só precisaríamos abrir uma janela e disparar ondas eletromagnéticas no buraco negro.

Você pode advinhar o quê acontecerá depois se imaginar alguém jogando uma bola na parede,

e ela voltar mais rápido que uma bala.

As ondas acertam o buraco negro na velocidade da luz,

uma pequena parte das ondas cai além do Horizonte de Eventos e desaparece para sempre,

mas uma quantidade muito maior patina na Ergosfera,

onde o buraco negro força nela um pouco da sua energia rotacional, amplificando-as.

Elas iniciam agora Dissipação Superradiante, que são palavras de ciência chique, significando

“se batendo entre espelho e buraco negro e se tornando mais fortes”.

Toda vez que elas dão uma volta, se tornam exponencialmente mais fortes.

Se abrirmos algumas janelas no espelho,

podemos extrair a energia dessas ondas tão rápido quanto elas crescem.

Energia que poderíamos usar, teoricamente,

e para qualquer fim prático, uma fonte eterna de energia por trilhões de anos.

Ou… poderíamos explodí-la.

Se as ondas não forem liberadas, elas continuarão ficando cada vez mais fortes…

…recebendo cada vez mais energia do buraco negro,

até que o espelho se quebre.

Um buraco negro supermassivo liberaria tanta energia

quanto uma supernova,

fazendo dessa bomba a maior explosão um ser vivo poderia criar.

A ultima casa num universo moribundo

A beleza da bomba de buraco negro - o Processo Penrose e

a Dissipação Superradiante - é que esses fenômenos não são ficção científica.

Num futuro muito distante, essa pode ser

a única forma de sobreviver no nosso universo moribundo.

Depois que todas as Anãs Vermelhas tenham resfriado,

e todas as Anãs Brancas tenham se tornado Anãs Negras,

o universo se tornará escuro para sempre.

Buracos negros giratórios podem ser as únicas fontes de energia

em todo o universo acessíveis à vida.

Nesse caso, o último ser vivo na existência pode,

um dia,

terminar sua vida entorno de um buraco negro.

O que é ao mesmo tempo paralisante e animador.

Parece que, mesmo quando não houver luz alguma,

haverá lugares que poderemos ir.

Buracos negros são tão interessantes quanto misteriosos,

mas na verdade há uma surpreendente quantidade de coisas que já sabemos.

Usando matemática, podemos calcular coisas e

criar teorias sobre como morreríamos se caíssemos neles.

Se você é do tipo que fica animado com matemática e calculando essas coisas você mesmo

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