Em 1916, o renomado físico teórico Albert Einstein finalizou sua Teoria da Relatividade Geral, uma teoria geométrica de como a gravidade altera a curvatura do espaço-tempo. Essa teoria revolucionária permanece fundamental para nossos modelos de como o Universo se formou e evoluiu. Uma das muitas predições da Relatividade Geral foi a dos chamados lentes gravitacionais, onde objetos com campos gravitacionais massivos distorcem e ampliam a luz que vem de objetos mais distantes. Astrônomos têm usado lentes para realizar observações de campo profundo e ver mais longe no espaço.
Nos últimos anos, cientistas como Claudio Maccone e Slava Turyshev exploraram como o uso do nosso Sol como uma Lente Gravitacional Solar (LGS) poderia ter aplicações tremendas para a astronomia e a Busca por Inteligência Extraterrestre (SETI). Exemplos notáveis incluem o estudo de exoplanetas em detalhes extremos ou a criação de uma rede de comunicação interestelar (uma “internet galáctica”). Em um artigo recente, Turyshev propõe como civilizações avançadas poderiam usar LGSs para transmitir energia de estrela a estrela – uma possibilidade que poderia ter implicações significativas em nossa busca por tecnossinais.
O pré-print do artigo de Turyshev, “Lente Gravitacional para transmissão de energia interestelar”, apareceu recentemente online e está sendo revisado para publicação. Slava G. Turyshev é um cientista pesquisador do Grupo de Pesquisa da Estrutura do Universo no Jet Propulsion Laboratory da NASA. Este grupo está envolvido em uma ampla gama de tópicos de pesquisa associados à evolução do Universo desde o Big Bang até os dias atuais. Isso inclui a formação das primeiras estrelas e galáxias, o papel da Matéria Escura e da Energia Escura na formação de estruturas cósmicas em grande escala, e a expansão acelerada do cosmos (respectivamente).
Em artigos anteriores, Turyshev e seu colega, o pesquisador sênior Viktor Toth (Universidade de Carleton), exploraram extensivamente a física das lentes gravitacionais. Eles também investigaram como uma espaçonave localizada na região focal de uma LGS permitiria uma astronomia de ponta. Isso inclui como uma LGS poderia amplificar a luz de objetos distantes e fracos (como exoplanetas) ao ponto onde a resolução seria comparável a observações realizadas a partir de alta órbita. Em outro artigo, o astrônomo e matemático SETI Claudio Maccone mostrou como LGSs poderiam facilitar a comunicação entre estrelas.
No seu último artigo, Turyshev explorou como o ponto focal gravitacional de uma estrela poderia ser usado para focar energia e transmiti-la para outros sistemas estelares. Como ele indicou em seu artigo, o mesmo equipamento usado para comunicações interplanetárias (construído em escala) poderia permitir que pares de lentes gravitacionais estelares facilitassem a transmissão de energia em distâncias interestelares. Essa configuração se beneficiaria da amplificação de luz por ambas as lentes, permitindo aumentos significativos na relação sinal-ruído (RSR) do sinal transmitido. Mas, como Turyshev comunicou, uma análise abrangente desses cenários ainda não foi realizada:
“Este é o tópico do qual estive tentando me afastar por algum tempo, pois não havia ferramentas analíticas desenvolvidas para estudar a transmissão de energia. Agora, muitos tópicos relevantes e importantes são bem compreendidos, levando a este trabalho. Neste artigo, eu olhei para a viabilidade da transmissão de energia interestelar e fui capaz de mostrar que é possível alcançar uma relação Sinal-Ruído (RSR) praticamente relevante, demonstrando assim que se pode usar as LGSs para esse fim.”
Para este estudo, Turyshev utilizou ferramentas analíticas de seu trabalho anterior com LGSs para considerar como a luz pode ser amplificada em sistemas multi-lentes. Em seguida, ele aplicou esses mesmos métodos a três cenários de transmissão de energia laser em espaço livre que envolvem lentejamento com uma única lente ou lentes duplas. Em todos os casos, um transmissor de ponto-fonte é posicionado na região focal da lente, o que amplifica a potência captada pelo receptor. Os resultados indicam que o feixe de energia segue os mesmos princípios da amplificação de luz e pode ser realizado usando uma infraestrutura semelhante.
A energia solar espacial baseada em satélites é considerada um dos meios mais eficazes de fornecer ao planeta energia limpa e renovável. Este método consiste em satélites em Órbita Terrestre Baixa (OTB) coletando energia solar vinte e quatro horas por dia e a transmitindo para estações receptoras na Terra usando lasers de micro-ondas. Nesse sentido, usar LGSs para transmitir energia de sistema a sistema poderia estender a energia solar espacial baseada em satélites para o espaço interestelar, facilitando tudo, desde a exploração interestelar até o assentamento interestelar. Como Turyshev demonstrou, a matemática é sólida, mas ainda há muito trabalho a ser feito:
“Mostramos a viabilidade e fornecemos as ferramentas que podem ser usadas para lidar com todas essas nuances. E já temos RSRs bastante bons, então incluir esses termos extras de modelagem não reduzirá significativamente a sensibilidade. Portanto, este é o primeiro artigo que aborda todos os tópicos de maneira não especulativa, focando apenas na física envolvida. Muitos mais tópicos devem ser abordados – desalinhamento transmissor-lente1-lente2-receptor, a presença de momentos quadrupolares não nulos caracterizando a estrutura interior da lente, etc. Mas tudo o que é necessário agora é lidar com cada um deles.”
Fonte:
