Ano 102025: Um meteorito tão grande quanto Plutão está se dirigindo à Terra. Antes que ele possa cruzar a órbita de Saturno, um grupo de sondas o intercepta. No Centro de Segurança Espacial no Alasca, militares ativam um laser. O sistema solar sofre um clarão repentino, e nada resta do meteorito. Bem-vindo ao futuro de uma civilização Tipo 2, uma sociedade capaz de controlar e aproveitar toda a energia de uma estrela.
Para atingir o segundo nível no Escala de Kardashev, a humanidade terá que aprender a extrair energia não apenas de fontes na Terra, mas diretamente do Sol. Não estamos falando de painéis solares comuns, mas de uma megaestrutura inteira ao redor da estrela: uma Esfera de Dyson. Ficção científica? Claro que sim. Por agora. Mas quem sabe, talvez isso possa ser uma meta tecnológica ao nosso alcance nos próximos milênios.
O sonho da esfera de Dyson
Uma Civilização Tipo 2 Não é simplesmente uma evolução da sociedade atual, mas um salto gigantesco em nossa capacidade de explorar energia. Não se trata de melhorar a eficiência de um parque eólico ou construir mais usinas nucleares, mas de capturar toda a produção de energia do Sol. O projeto que permitiria esse feito incrível foi proposto pela primeira vez por Professor da Universidade de Princeton Freeman Dyson em 1960.
Em termos modernos, a Esfera de Dyson é literalmente uma concha colossal ao redor de uma estrela e seus planetas mais próximos.
Essa esfera coletaria toda a energia da estrela e a converteria em eletricidade, liberando parte do calor como radiação infravermelha. O raio dessa megaestrutura atinge uma unidade astronômica, ou seja, a distância da Terra ao Sol, e a espessura do material é de cerca de 3 metros.
O que poderia dar errado com uma estrutura tão grande? Na verdade, quase tudo. O primeiro problema óbvio que enfrentaríamos se tentássemos construir uma Dyson Sphere seriam os recursos. O fato é que precisaremos de cerca de 1,5 × 10^24 toneladas de material. Para efeito de comparação, esta é a massa do maior planeta do Sistema Solar, Júpiter. Então, para construir uma Esfera de Dyson, a humanidade teria que processar todos os asteroides alcançáveis e então desmantelar vários planetas rochosos para obter os materiais necessários. E é apenas o começo.
Um desafio mais que titânico
Se todo o material necessário para construí-la não fosse suficiente, a estrutura em si teria que ser uma esfera perfeita, caso contrário a gravidade do Sol a amassaria como uma bola de papel alumínio. Os materiais para a esfera também devem ser extremamente duráveis. Afinal, até mesmo o carboneto de silício mais avançado, considerado mais confiável que o grafeno, não é adequado para essa finalidade.
Mas mesmo se pudéssemos construir essa megaestrutura, ela ainda seria muito instável. O problema é que a estrela dentro da Esfera de Dyson deve estar perfeitamente centralizada e se, por exemplo, um meteorito colidir com a estrutura vinda de fora e mudar ligeiramente sua posição, a esfera começa a se mover em direção ao Sol e entra em colapso.
Isso significa que é impossível construir tal megaestrutura? Não exatamente.
Na realidade, a humanidade simplesmente entendeu mal Freeman Dyson. Sua esfera não é uma estrutura sólida, mas uma coleção de pequenos satélites que formam um enxame ao redor de uma estrela. Eles capturam a radiação solar e enviam a energia para a Terra ou outro receptor via transmissão sem fio.
Por esta razão, falando de um “Enxame de Dyson" já soa mais realista. É claro que precisaremos de tecnologias que nos permitam transmitir energia sem fio, mas tal estrutura exigirá muito menos material do que uma esfera sólida. Além disso, a estabilidade do enxame seria muito maior.
Além da esfera: alternativas de “Dyson”
Se você acha que o prefixo Dyson só combina com esfera ou enxame, você está enganado. Há também o Bolha de Dyson, um sistema de satélites com velas solares que não giram, mas parecem levitar em torno de uma estrela. Outra opção é o Concha Dyson, uma espécie de esfera dentro da qual se pode viver. Depois há o Concha de Pakros o Anel de Niven, que podem se tornar alternativas à Dyson Sphere.
Mas qualquer que seja a opção escolhida pela humanidade, enfrentaremos problemas. Mesmo para construir um único anel ou sistema de satélites, a humanidade precisará de muito mais recursos do que temos na Terra. Então não teremos outra escolha do que procurar materiais em outro lugar. E embora destruir alguns asteroides não prejudique nosso sistema, o mesmo não pode ser dito dos planetas.
Se decidirmos desmantelar Vênus ou Marte para obter materiais, por exemplo, correríamos o risco de mudar a órbita do nosso próprio planeta. Além disso, se construíssemos uma Esfera de Dyson completa, nenhuma luz solar atingiria os planetas além da órbita da Terra. Nesse caso, podemos definitivamente esquecer de colonizar Marte ou explorar Plutão. Além disso, o primeiro explosão solar poderia desabilitar parcialmente qualquer megaestrutura ao redor do Sol.
Civilizações Tipo 2, o Desafio da Energia Ilimitada
Sei que estou dificultando isso para você. Mas é verdade, estamos muito longe de coisas assim: e mesmo que chegássemos lá teríamos muitos problemas acessórios. Primeiro as coisas mais importantes: nossa estrela produz cerca de 4 × 10^26 joules de energia por segundo. Mesmo que seja uma esfera ou enxame de Dyson só conseguiu interceptar 10% desse volume, ainda seria um oceano ilimitado de energia.
Em apenas um segundo essa megaestrutura se acumularia 40 trilhões de vezes mais energia do que a humanidade consome atualmente em um dia. Uma energia que deve ser transmitida e armazenada de alguma forma.
A maneira mais eficaz seria converter a luz solar em antimatéria, (Hoje ainda não sabemos nem como armazenar antimatéria). Hipoteticamente, existem várias maneiras. O primeiro é construir armadilhas de campo magnético que impedem que a antimatéria entre em contato com a matéria. O segundo é mantenha-o em um ambiente ultrafrio.
Mas nenhum desses armazéns é 100% confiável quando se trata de grandes quantidades de antimatéria instável. E se errarmos, corremos o risco de uma explosão muito, muito pior do que uma nuclear. Afinal, quando a antimatéria e a matéria entram em contato, elas se aniquilam e liberam uma quantidade enorme de energia.
Conclusão: da perspectiva de um humano em 2025, QUALQUER COISA pode dar errado com a Dyson Sphere, literalmente em todas as etapas do caminho, do design à fabricação e ao armazenamento de energia subsequente.
A vida cotidiana em uma civilização tipo 2
Vamos fingir que quando a humanidade se tornar uma civilização do tipo 2, entenderemos a física muito melhor e seremos capazes de construir uma fonte de energia infinita. Nossos problemas terminarão aí? Vamos torcer. Mas onde essa civilização do tipo 2 gastará tanta energia? Por exemplo, no desenvolvimento de todos os planetas, satélites e outros objetos do Sistema Solar.
A humanidade poderá extrair minerais no Cinturão de Kuiper, coletar hidrogênio em Júpiter ou cultivar abacates em Fobos. Além disso, com tecnologias hidropônicas avançadas, poderíamos transformar Marte e suas luas em enormes fazendas automatizadas.
Novos materiais como o grafeno, o aerogel e quem sabe o que mais se tornará mais difundido do que o plástico hoje. Com a ajuda deles, a humanidade poderá criar trajes espaciais avançados com melhor proteção contra radiação, temperaturas extremas e vento solar. Além disso, esses materiais podem ser usados na medicina. A humanidade esquecerá para sempre as fraturas e os problemas ósseos porque seremos capazes de fortalecer o esqueleto com esses materiais.
Além disso, edição genética isso se tornará muito comum. Poderemos mudar a cor da nossa pele ou a nossa altura. O mais interessante é que essa civilização do tipo 2 provavelmente não terá computadores, smartphones e aparelhos similares aos quais estamos acostumados. Serão substituídas por plantas biológicas que tornarão ainda mais acessíveis novas tecnologias como interfaces cérebro-computador.
Uma segurança (relativa)
Quando a humanidade se tornar uma civilização Tipo 2, ameaças espaciais como asteroides gigantes não nos preocuparão mais. Na verdade: qualquer meteorito que voe em nossa direção Nuvem de Oort ou do espaço interestelar se tornará uma fonte potencial de novos recursos. Mas se o objeto representar uma ameaça direta à Terra, a humanidade já terá uma arma eficaz em seu arsenal que pode destruí-lo em segundos.
Imagino-o como uma espécie de “Estrela da Morte”: um satélite esférico orbitando a Terra com um diâmetro de cerca de 160 km. Dentro dela haverá um tanque de antimatéria e, quando a Terra detectar um asteroide perigoso se aproximando, a “Estrela da Morte” disparará um raio de antimatéria para destruí-lo.
Para destruir um objeto espacial, é suficiente aplicar uma força um pouco maior que a gravidade que mantém o objeto unido. Para que isso aconteça, a massa da antimatéria lançada deve ser igual a cerca de 200 milionésimos da massa do meteorito. Por exemplo, o asteroide Apophis, que passou muito perto da Terra em diversas ocasiões, tem uma massa de cerca de 27 bilhões de kg. Seriam necessários menos de 5,4 kg de antimatéria para destruí-lo.
Os riscos existenciais das supertecnologias
Eu me pergunto: com a ajuda de uma Estrela da Morte dessas seria possível destruir qualquer ameaça… ou destruir uns aos outros? A propósito, a civilização do tipo 2 ainda terá alguma divisão em países, mesmo que seja significativamente diferente da moderna? Quem sabe: talvez tentemos imaginar isso em outra ocasião.
Além disso, o maior perigo para a humanidade não viria de dentro, mas de fora. Por exemplo, de representantes de outra civilização extraterrestre, talvez bastante hostil.
Se eles chegassem no Sistema Solar, isso significaria que eles provavelmente já atingiram o próximo nível na escala de Kardashev, o terceiro. É quando as oportunidades para viagens interestelares se abrem. Essa civilização não extrai mais energia apenas de sua própria estrela, mas de fontes espalhadas pela galáxia. E se ela se mostrar agressiva, nossa “Estrela da Morte” parecerá uma criança com uma pistola de água contra um tsunami. É melhor se esconder.
O verdadeiro problema de uma civilização do tipo 2: a invisibilidade galáctica
Parece óbvio que uma das primeiras tarefas de uma civilização Tipo 2 é não revelar sua existência. E isso é quase impossível de fazer, e tudo por causa da Esfera de Dyson. O fato é que qualquer megaestrutura ao redor do Sol, seja uma esfera, um enxame, uma bolha ou um anel, emitirá parte da energia coletada como radiação infravermelha. E é essa radiação que nos tornará altamente visíveis para civilizações extraterrestres.
Nossos cientistas já estão investigando as fontes de radiação infravermelha, tentando encontrar vestígios de civilizações do tipo 2 no universo. em 2015, Jason Wright da Universidade da Pensilvânia, dentro do projeto G-HAT, examinou 100.000 galáxias na faixa do infravermelho e não encontrou um único vestígio de civilizações avançadas. Isso significa que não há seres vivos inteligentes em todas essas galáxias? Provavelmente não, pelo contrário, eles existem, mas por algum motivo estão se escondendo dos pesquisadores alienígenas.
Pergunte ao pó
E se a poeira fosse evidência de uma civilização avançada? Nesse caso, Brian Lacki, um pesquisador da Universidade da Califórnia, acredita que civilizações avançadas ainda poderiam facilmente extrair a energia de uma única estrela ou até mesmo de uma galáxia inteira. E uma espécie de alternativa ao Dyson Swarm, o poeira inteligente, “poeira inteligente”, os ajuda a fazer isso.
Segundo Lacki, seria um aglomerado de Nanobot aquelas autorreplicantes que, como as megaestruturas das quais falamos, coletam energia ao redor de estrelas, nebulosas e outras fontes. Essa poeira funcionaria muito mais eficientemente do que a Esfera de Dyson porque não seria centralizada e seria capaz de fornecer energia para colônias em diferentes partes da galáxia. E isso é especialmente útil ao descobrir viagens interestelares e precisar de “pontos de recarga” em sistemas estelares distantes.
Escape Cósmico: Os Motores Estelares
Mesmo que a humanidade pudesse desenvolver poeira inteligente no estágio de uma civilização Tipo 2, isso dificilmente nos ajudaria a passar despercebidos. E se um esquadrão de naves de uma civilização hostil se movesse em direção à Terra, teríamos apenas uma coisa a fazer: fugir. No entanto, teríamos que levar todo o Sistema Solar conosco.
A Dyson Sphere não é a única megaestrutura que poderemos construir no futuro. Outra invenção preciosa para nós será o Motor Estelar. Com sua ajuda, faríamos o Sol, junto com todos os planetas, se moverem ao longo de uma determinada trajetória. Mas como podemos mover uma estrela inteira? Na verdade, existem várias opções.
O primeiro é o Motor Shkadov, que recebeu o nome do seu criador, o engenheiro soviético Leonid Shkadov. Esse motor estelar é o mais simples possível: consiste em um espelho gigante orbitando o Sol, uma espécie de vela solar. Esta megaestrutura deve ser estática, ou seja, não girando em torno da estrela, mas pairando em um lugar. Assim, a radiação solar se torna assimétrica, mais forte no lado oposto à vela. É assim que o impulso surgiria, forçando nosso Sol a se mover em direção à vela. Ao mesmo tempo, planetas e outros objetos em nosso Sistema Solar se moveriam junto com a estrela.
Rumo ao Infinito: Nosso Destino Cósmico
Seríamos capazes de escapar de nossos vizinhos agressivos usando o propulsor Shkadov? Se a vela em si refletir exatamente metade da energia do sol, ela gerará uma força de empuxo de cerca de 128 × 10^16 newtons. É impressionante, mas não vai nos ajudar. Desculpe, são apenas más notícias. O fato é que com esse tipo de impulso, o Sistema Solar poderá atingir uma velocidade de 20 m por segundo em cerca de um milhão de anos. E durante esse tempo cobriremos uma distância de apenas 300 anos-luz. Em apenas um bilhão de anos, nossa velocidade aumentará para 20 km/s e, durante esse tempo, teremos viajado cerca de 1/3 da Via Láctea, 34.000 anos-luz. Parece que nesse ritmo a humanidade não escapará de lugar nenhum.
Felizmente, a unidade Shkadov não é nossa única opção. O astrônomo Mateus Caplan da Universidade de Illinois propôs usar plasma solar para empurrar o Sol em uma determinada direção. UM Propulsor Caplan é de fato um motor a jato gigante que seria colocado próximo a uma estrela e usaria cerca de 1.000 kg de seu plasma a cada segundo. Eu vi um filme de ficção científica, acho que chinês, com algo parecido. Toda a estrutura estaria constantemente se movendo em direção ao Sol, emitindo um feixe de plasma do lado oposto da estrela e um jato de isótopo de oxigênio do outro. Dessa forma, o motor literalmente empurraria o Sol para a frente.
E esse método é muito mais eficiente que a vela de Shkadov. O propulsor Caplan permitiria ao Sol para atingir uma velocidade de 200 km/s em apenas 5 milhões de anos. Então, em 1 milhão de anos, seremos capazes de cobrir uma distância de mais de 30 anos-luz. Isso significa que passaríamos pela estrela mais próxima do Sistema Solar, Proxima Centauri, em 130.000 anos.
Mas poderíamos avançar ainda mais rápido. Alexandre Svoronos da Universidade de Yale propôs combinar os propulsores Shkadov e Caplan em uma única megaestrutura, Rebocador estelar de Svoronos. Como você pode ver, estamos testemunhando uma verdadeira batalha entre cientistas para ver quem consegue contar a maior mentira.
Svoronos propõe instalar um motor movido a energia solar em vez da vela de Shkadov. Assim, ele agiria literalmente como um rebocador arrastando a estrela. Em teoria, o rebocador estelar de Svoronos Seria capaz de acelerar o Sol até 27% da velocidade da luz. Isso é pouco mais de 880.000 km/segundo. Entretanto, para atingir essa velocidade, o motor teria que usar tanto combustível que o Sol se transformaria em uma anã marrom. Em suma, a humanidade seria capaz de escapar das naves da civilização Tipo 3, mas a que custo?
Civilização Tipo 2: A Opção “Copperfield”
De qualquer forma, ainda temos uma opção para escapar dessa terrível realidade: desaparecer literalmente. Como os truques de David Copperfield. Lembra que eu falei sobre o pó inteligente que poderia substituir um Dyson Sphere ou Swarm? Cada uma dessas minúsculas partículas de poeira contendo nanoeletrônica poderia se conectar com outras para formar uma rede. O cientista Seth Shostak do Instituto SETI e do Astrônomo Real Martin Rees Eles acreditam que uma civilização avançada poderia enviar sua consciência para essa rede. Se a humanidade tivesse sucesso, existiríamos simultaneamente em todos os cantos da Via Láctea, e nossa galáxia literalmente ganharia vida.
E você estaria disposto a se envolver em uma pequena partícula de poeira cósmica? Deixo-vos com esta questão e todo o tempo que precisarem para encontrar uma resposta.
