Como funcionam as esferas Dyson

A solução, talvez, esteja nas estrelas. Ou mais precisamente, o nosso sol. Imagine encher o tanque do seu veículo não com gasolina , mas com puro sol. Em algum futuro distante, isso pode acontecer graças ao conceito de uma esfera de Dyson .

Pense em uma esfera Dyson como uma enorme bola de captura de energia construída em torno de uma estrela. Ele captura a energia solar e a converte nos tipos de energia que podemos usar para alimentar veículos, computadores ou qualquer outra tecnologia avançada de sucção de energia que consigamos desenvolver nos próximos dois milhões de anos. Isso, claro, se conseguirmos sobreviver tanto tempo sem explodir tudo.

As esferas de Dyson ainda estão no estágio imaginário de desenvolvimento. Mas não é difícil ver por que um dia precisaríamos de fontes de energia maiores e mais poderosas. Estamos queimando combustíveis fósseis a taxas cada vez maiores para operar todos os tipos de aparelhos e mercadorias. Fontes de energia sustentáveis, como energia solar e eólica, são boas para complementar o carvão e o petróleo, mas no momento elas não podem alimentar todos os nossos carros e smartphones.

Esferas fantásticas de Dyson tornaram-se um grampo de livros de ficção científica e programas de TV e fóruns da Internet. Os viciados em "Star Trek" debatem as possibilidades relativas (ou ridículo) de tentar encapsular uma estrela inteira com uma máquina feita pelo homem. Cientistas amantes de blogs expõem ideias para tornar reais essas esferas gigantescas; outros separam suas aspirações com comentários mordazes.

Não importa o que você pensa sobre a ideia, uma coisa é certa: quando as torneiras finalmente secarem com o petróleo, e eventualmente isso acontecer, a humanidade precisará reduzir seu uso de energia ou encontrar novas fontes de energia. Talvez uma esfera Dyson seja o caminho.

1. Você é tão civilizado
2. Poder de Bomba
3. Satélites Solares
4. O Dilema de um Dyson

Nem todas as civilizações são iguais, pelo menos de acordo com algumas teorias. No início da década de 1960, um astrofísico chamado Nikolai Kardashev propôs a ideia de que pode haver três classificações de civilização no universo .

As civilizações do Tipo I aprenderam como aproveitar todas as fontes de energia em seu planeta natal. Isso seria nós. Ou pelo menos, algum dia pode ser nós. De acordo com o físico teórico Michio Kaku, podemos chegar a esse nível no próximo século ou dois.

Uma civilização do Tipo II entende como aproveitar toda a energia da estrela em seu sistema solar. E as civilizações do Tipo III , um status que podemos alcançar em vários milhões de anos, sabem como capturar e focar a energia de galáxias inteiras.

Nós, humanos, claramente ainda não somos materiais do Tipo III. Primeiro, devemos começar com pequenos passos – terminando a pilhagem de nosso planeta para explorar seus recursos restantes. E então, tentaremos abrir caminho para o bairro mais sofisticado do Tipo II, capturando e canalizando a imensa energia do nosso sol. Isso pode ser possível nos próximos milhares de anos, se permanecermos vivos por tanto tempo.

Em seu livro de 1937, "Star Makers", o autor Olaf Stapledon foi talvez a primeira pessoa a conceber a chamada "armadilha de luz" usada para extrair a energia do sol. Ele escreveu sobre sistemas de captura de energia tão enormes que na verdade diminuíam a luz das galáxias.

Esta história é o que despertou a mente de Freeman Dyson, um matemático e físico teórico. Ele começou a ponderar quão possível ou impossível seria capturar toda a energia de uma estrela para uso humano.

O sol produz uma quantidade inimaginável de energia. Para colocar de uma forma, ele gera cerca de 5 x 1023 cavalos de potência . De acordo com a NASA, isso é energia suficiente para derreter uma ponte de gelo (três quilômetros de largura e dois quilômetros de espessura) que vai da Terra ao Sol... em um único segundo [fonte: NASA ]. Isso é o equivalente aproximado de um trilhão de bombas de 1 megaton explodindo a cada segundo. Para colocar de uma maneira menos assustadora, um único segundo de ação do sol é suficiente para alimentar nosso mundo por meio milhão de anos [fonte: Boston.com ].

Isso é uma quantidade séria de poder. A cada segundo, a Terra recebe cerca de 400 trilhões de trilhões (não, isso não é um erro de digitação) de watts da energia do sol. No entanto, devido à sua distância e direção, a maior parte não chega ao nosso planeta. Cercar o sol com uma megaestrutura de captura de energia como uma esfera seria uma maneira muito mais eficiente de pegar o suco louco do sol.

Você poderia construir uma esfera sólida ao redor do sol para capturar cada último raio. Ao fazer isso, você teria 550 milhões de vezes mais área de superfície do que todo o nosso planeta, todos captando raios para enviar de volta à Mãe Terra na forma de energia bruta.

É claro que, além de levar milhões de pessoas na Terra a uma desordem afetiva sazonal permanente, você enfrentaria desafios gravitacionais muito reais. Em suma, seria muito difícil manter o sol centrado dentro da esfera, o que significa que poderia colidir com a borda de uma esfera, causando uma catástrofe tão incrível que provavelmente conquistaria o maior número de visualizações do YouTube de todos os tempos... se alguém sobrevivesse para carregá-lo.

Há também a extrema dificuldade de encontrar matéria-prima suficiente para construir uma casca sólida. Tal façanha provavelmente exigiria mais material do que poderíamos encontrar em todo o nosso sistema solar.

Mesmo que pudéssemos encontrar material sólido suficiente para construir uma esfera sólida para envolver todo o sol, a força dessa gigantesca bola solar teria que ser hercúlea. Caso contrário, a esfera simplesmente se quebraria em um número incontável de pedaços. Em outras palavras, seria outro fracasso espetacular.

Então, vamos pular a esfera sólida inviável completamente. Na próxima página, você lerá sobre ideias que podem estar mais dentro do reino da realidade.

Seria impossível para nós construir uma esfera sólida em torno de uma estrela . Freeman Dyson admitiu isso. Em vez disso, ele propôs um conceito no qual lançamos muitas máquinas independentes para circular o sol, coletando energia e transmitindo-a para a Terra.

Os satélites podem ser organizados em anéis organizados. Ou podem fazer zoom em diferentes órbitas como um enxame de abelhas coletando o pólen do poder. Alguns podem ser habitáveis, ou podem ser usados ​​apenas para coleta de energia.

Em vez de uma esfera sólida ou anel de satélites, há uma terceira configuração que pode compor uma esfera de Dyson. Nesse caso, várias velas solares orbitariam o sol. Essas velas criariam uma bolha solta ao redor do sol, mantida no lugar graças a um equilíbrio de gravidade e pressão de radiação da estrela interna.

Esses satélites seriam realmente chamados de statites (derivados das palavras satélite e estático) porque pairariam em um lugar em vez de se moverem em órbita. Tal como acontece com o conceito de anel ou enxame, as estatitas absorveriam a energia solar de saída e depois a redirecionariam para a Terra para nosso uso.

Independentemente do projeto final, um anel, esfera, bolha ou enxame de Dyson exigirá recursos materiais e energia em uma escala sem precedentes. Não encontraremos matéria-prima suficiente para este projeto na Terra. Então, alguns tipos especulativos propuseram uma alternativa – colher os materiais de outros planetas, como Mercúrio.

Como um pântano inconveniente atolando uma extensão de terra zoneada para uso comercial, poderíamos simplesmente desmontar Mercúrio e colocar sua superfície queimada pelo sol para um propósito melhor. Essa é uma ideia proposta pelo físico da Universidade de Oxford Stuart Armstrong.

Mercúrio está carregado de materiais úteis (como ferro) e é o planeta mais próximo do Sol, então faz sentido começar por aí. Uma vez desmontado o Mercúrio e instalados os primeiros anéis Dyson, o projeto ganharia impulso e velocidade, coletando cada vez mais energia, alimentando a produção de coletores solares maiores e melhores. E, claro, toda essa energia seria usada para outros propósitos, como supercomputação (em uma escala nunca antes vista), tecnologias de viagens espaciais mais rápidas e inúmeras outras ideias que nem sequer concebemos.

Não precisaríamos fazer tudo isso com trabalho meticuloso. Os robôs realizariam o trabalho de mineração e montagem de novos painéis solares. E o número de robôs aumentaria continuamente (graças às capacidades de autorreplicação) à medida que a escala do projeto crescesse, até que se tornassem um exército de autômatos esmagando planetas e asteróides para fabricar cada vez mais coletores de energia.

O universo é um lugar frio e sem coração. Uma vez que tenhamos consumido todos os nossos recursos energéticos baseados na Terra, precisaremos desesperadamente de uma maneira de alimentar nossos fornos e refrigeradores. Nosso sol é como uma usina gigantesca, quente e vivificante. É nossa melhor chance de perpetuar nossa espécie e evoluir para criaturas mais capazes.

No momento, porém, uma esfera de Dyson de qualquer tipo está simplesmente além de nossas possibilidades. Se escolhêssemos minerar Mercury , por exemplo, precisaríamos de tecnologia robótica que simplesmente não existe no momento. Esses robôs precisariam operar perfeitamente longe de seus comandantes humanos, trabalhando por décadas para transformar matérias-primas em tecnologia de coletores de energia. Isso significa extrair os metais valiosos da rocha e, de alguma forma, construir eletrônicos sofisticados, tudo sem ajuda humana no local.

Há também o desafio de levar a energia coletada de volta à Terra para que ela possa alimentar sua televisão. Um cabo de extensão muito longo provavelmente não vai cortá-lo. Em vez disso, as pessoas sugeriram o uso de raios laser ou microondas para esse fim. Mas os lasers perdem sua eficiência depois de viajarem menos de uma milha. As microondas funcionam a distâncias muito maiores (cerca de 100 milhas, ou 161 quilômetros), mas longe o suficiente para os propósitos de uma esfera de Dyson.

Embora alimentar nosso planeta dessa maneira não seja uma possibilidade no momento, o conceito de esferas Dyson pode muito bem nos ajudar a encontrar extraterrestres que passaram do estágio Tipo I. Em 1960, Dyson calculou que, se uma civilização realmente conseguisse canalizar a energia eletromagnética de uma estrela, haveria muito calor restante empurrado para fora como subproduto.

Detectar essa radiação infravermelha de saída pode ser a chave para detectar outras formas de vida inteligentes do outro lado do universo, que os pesquisadores estão investigando atualmente. Eles já encontraram áreas com muito calor de uma estrela, mas sem luz, levando alguns a pensar que os alienígenas podem estar prendendo grande parte da energia.

O que tudo isso significa é que estamos simplesmente presos na categoria de civilização Tipo I no momento. Com o passar dos séculos, porém, nossas tecnologias podem avançar exponencialmente. E se o fizerem, podemos descobrir que somos capazes de transformar nosso sol em uma fonte de energia que pode transformar toda a nossa raça, tornando-nos mais proficientes tecnologicamente e dignos do espaço do que jamais poderíamos sonhar.

Nota do autor: Como funcionam as esferas Dyson

É impossível saber o que está reservado para o futuro da humanidade. Já em nossa história, grandes civilizações surgiram e entraram em colapso. Nossa encarnação atual encontrará seu caminho sem se autodestruir? Vamos nos bombardear de volta à Idade das Trevas? Ou uma mudança no clima ou um vírus indomável acabará com a vida como a conhecemos? Se por acaso emergirmos de nossa forma atual para um estado superior de ser, certamente precisaremos de mais energia. E sem algum avanço físico imprevisto, o sol é a única maneira de conseguirmos alimentar nosso desenvolvimento por milhares ou milhões de anos.

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