Os buracos negros são muito energéticos e essa energia pode ser extraída de diferentes formas. Agora em um novo estudo, pesquisadores investigaram como se daria a extração de energia rotacional em um objeto hipotético.
Para quem tem pressa:
- Os buracos negros são fontes potenciais de energia e os pesquisadores estão interessados em investigar maneiras de extraí-la;
- Na pesquisa, é utilizado conceitos de um processo proposto há mais de 50 anos, em um buraco negro eletricamente carregado em um anti-Universo;
- Apesar de ser hipotético, o estudo revela mais sobre a natureza fundamental do espaço e do tempo.
Processo de Penrose
O calor e a energia cinética dos discos de acreção e dos jatos de um buraco negro com certeza poderiam ser convertidos em alguma forma de energia que fosse útil para nós. Mas ainda existe uma maneira, conhecida como processo de Penrose, que permitiria extrairmos muita energia desses objetos massivos.
Esse processo foi sugerido em 1971 por Roger Penrose e aponta que é possível extrair energia rotacional do buraco negro. O método utiliza um efeito conhecido como arrastar quadro, onde um corpo em rotação distorce o espaço-tempo de forma que se algum outro objeto caia em direção a ele, ele é levemente arrastado pelo caminho da rotação.
Esse efeito pode ser observado em qualquer objeto massivo, mas próximo a um buraco negro em rotação, ele muito mais perceptível. É tão forte que em uma região em torno do dele, conhecida como ergosfera, objetos podem ser arrastados a velocidades superiores a da luz.
No processo de Penrose, um pouco de massa ou radiação é levada até a ergosfera e liberada. O chute rotacional resultante afasta do buraco negro mais rápido do que aproximação aconteceu, e a anergia extra obtida é equilibrada pela desaceleração da rotação do objeto massivo.
Esse processo permite que até 20% de energia da massa do objeto seja extraída, o que é muito. No entanto, os físicos teóricos não estão satisfeitos. No novo artigo, os pesquisadores investigaram como mais energia pode ser extraída.
Um buraco negro hipotético
O estudo concentra seus esforços em uma ideia abstrata que não é observada no Universo. Os pesquisadores utilizam um buraco negro eletricamente carregado no espaço Anti-de Sitter (AdS). Embora o AdS não explique o nosso Universo, ele permite truques matemáticos muito utilizados por físicos teóricos, como no artigo.
Ao invés de analisar a extração de energia rotacional nesse buraco negro, a equioe investigou a extração a partir do decaimento de partículas usando o efeito Bañados-Silk-West (BSW). Nele um tipo de espelho de confinamento físico ou eletromagnético é utilizado, e partículas carregadas são lançadas para frente e para trás no horizonte de eventos até que decaia em energia utilizável. No entanto, essa ideia pode resultar em uma bomba de buraco negro.
Outro método também foi utilizado, mas ao invés de espelhos, o próprio espaço-tempo funcionou como uma câmera de confinamento. Nessa situação o resultado não foi uma bomba.
Embora o artigo seja completamente hipotético e nada do que foi discutido pelos pesquisadores possa ser aplicados nos buracos negros reais, o estudo revela informações importantes sobre a natureza do espaço-tempo.