Este episódio é um oferecimento da Insider, mais detalhes ao final do vídeo. Por incrível que pareça, a principal descoberta do homem aconteceu antes mesmo dele surgir. Foram os ancestrais do homo sapiens que, há um milhão e setecentos mil anos, perceberam que poderiam usar esta manifestação da natureza a seu favor, tanto para aquecer seus corpos durante épocas mais geladas.
. . Quanto para espantar predadores e melhorar o sabor e a textura dos alimentos.
Foi o cozimento que nos deu nossos enormes cérebros, não teríamos surgido se não tivéssemos domesticado o fogo. Faz mais de um milhão e meio de anos, portanto, que começamos a usar a energia para facilitar nossas vidas. .
. E não paramos mais! Com o advento da ciência, fomos descobrindo várias outras maneiras de obter energia, o que possibilitou um estilo de vida bastante confortável a boa parte da humanidade.
. . Mas que ainda não é suficiente a todos nós.
. . E que gera subprodutos não muito agradáveis.
Nós nos viciamos em energia, não sabemos mais como viver sem ela, mas como suprir a demanda energética de toda a humanidade sem destruir o planeta no processo? Há diversos métodos limpos de obtenção de energia que já empregamos com sucesso, talvez a resposta esteja em seu aperfeiçoamento. .
. Mas há uma promessa que, se alcançada, solucionaria todos os nossos problemas: retirar energia do vácuo! Sim, isto que há entre a Terra e o Sol, estes 150 milhões de quilômetros que, anteriormente, pensávamos estar preenchidos pelo nada, na verdade são permeados por campos energéticos que, muitos imaginam, podem ser a chave para todos os nossos sonhos se tornarem realidade.
TODOS OS NOSSOS SONHOS. Hoje você vai conhecer a Energia do Ponto Zero. .
. E descobrir se ela será capaz de levar a humanidade a um novo salto evolutivo! Para saber como podemos retirar energia do vácuo, do nada, precisamos compreender como o Universo se estrutura na sua menor escala, a subatômica.
Uma das primeiras pessoas que começou a desvendar a natureza quântica do Universo foi este homem, o famoso Werner Heisenberg, ao estudar as linhas de emissão do hidrogênio, o elemento mais simples da tabela periódica. Quando você ilumina o hidrogênio, seus átomos se excitam e emitem luz nestas exatas frequências de onda. “Quantificar” a natureza, ou seja, assumir que ela trabalha com “pacotes de energia” explicava as frequências, mas o Heisenberg queria criar equações capazes de calcular, também, a intensidade de seu brilho.
Foi esta busca que o fez descobrir algo inimaginável até então: o fato de as partículas agirem tanto como ondas quanto como partículas cria uma incerteza: matematicamente é impossível calcular ao mesmo tempo a posição e o momento de uma partícula. Como isto é possível? Pense em uma montanha-russa.
Se o trenzinho estiver no topo da primeira descida e você tirar uma foto dele, vai descobrir sua posição, mas terá pouquíssimas informações sobre sua velocidade. Já se você tirar outra foto enquanto ele desce, fica mais fácil descobrir sua velocidade usando o “borrão” da imagem, mas não sua posição. É mais ou menos o que acontece no mundo quântico, é isto que as equações indicam, e todos os experimentos feitos até agora comprovaram a Teoria dos Campos Quânticos, criada a partir de estudos como o do Heisenberg.
Sim, “Campos Quânticos” porque o que se descobriu foi que tanto matéria quanto energia são vibrações em campos que permeiam todo o Universo. . .
Você, eu, sua casa, o raio que cai da nuvem, a Terra e os fótons que saem do Sol e a iluminam. . .
Todos somos apenas vibrações dos campos que formam o Universo. E como o Princípio da Incerteza do Heisenberg diz que é impossível descobrir a posição e o momento de uma partícula simultaneamente. .
. O vácuo, necessariamente, precisa estar carregado de energia para que a incerteza perdure, senão as partículas parariam de oscilar e poderíamos definir sua posição e momento simultaneamente. A existência dos campos quânticos, portanto, exige um mínimo de energia sempre presente, que ao oscilar aleatoriamente cria o tempo todo pares das famosas “partículas virtuais”.
. . Que existem por um átimo e logo se anulam.
São elas que vão acabar com os buracos negros um dia, lembra? Sei que parece contraintuitivo, mas nós já conseguimos provar a existência da energia do vácuo com uma experiência criada pelo holandês Hendrick Casimir em 1948. Nela coloca-se duas placas metálicas sem cargas elétricas uma ao lado da outra no vácuo.
Suas presenças inibem a formação de partículas virtuais com determinados comprimentos de onda. . .
O que faz com que as partículas formadas fora, agora em maior número, exerçam uma força nas placas e as empurrem uma em direção à outra. Mas, espera aí! Se a energia do ponto zero consegue unir duas placas metálicas, ou seja, se ela é capaz de gerar trabalho.
. . Então nós podemos utilizá-la como fonte de energia, não?
Uma fonte limpa, infinita. . .
E que não gera subprodutos desagradáveis! Será a energia do ponto zero, então, a solução para todos os problemas da humanidade? Vejamos.
. . Existe um campo quântico para cada partícula fundamental e, segundo nossos cálculos, só o responsável pelo eletromagnetismo gera 10 elevado a 112 ergs por centímetro cúbico, uma quantidade de energia capaz de evaporar um oceano aqui na Terra.
Bastante promissor, não? O problema é que não sabemos se este cálculo está certo, nós o fizemos assumindo que fótons virtuais podem ter um valor máximo, algo do qual não temos certeza, precisaríamos da Teoria da Gravitação Quântica para comprovar, e ela ainda não existe. Nós temos, porém, a Relatividade para ajudar a descobrir quanta energia se esconde no vácuo.
. . E a Expansão do Universo para fazer os cálculos.
Afinal, energia é matéria, e vice-versa, ou seja, a energia do vácuo deveria produzir um efeito gravitacional que poderíamos medir. Quando descobrimos que o Universo está se expandindo aceleradamente, fizemos os cálculos. .
. E o resultado foi bem diferente do previsto: ao invés de 10 elevado a 112 ergs por centímetro cúbico, a energia responsável pela expansão do Universo é 10 elevado a menos oito ergs por centímetro cúbico. Um valor ferveria um oceano.
. . O outro não evaporaria uma gota d’água.
Mesmo assim, sabemos que há uma energia que permeia todo o Universo. . .
E, já que ela lá, então poderíamos utilizá-la, certo? Aparentemente não. .
. E a responsável por isso é a entropia. A Segunda Lei da Termodinâmica diz que o Universo tende à desordem, sistemas complexos tendem a ficar mais simples com a passagem do tempo.
E o problema está exatamente aí. . .
Porque os campos quânticos do vácuo, onde a energia do ponto zero está armazenada. . .
São os sistemas energéticos mais simples que existem, o “ponto morto” energético do Universo. Quando aquecemos o ar para fazer um balão subir, estamos quebrando as complexas moléculas do propano e as transformando nas mais simples moléculas de água e gás carbônico, aumentando a entropia do sistema e gerando energia. O calor resultante agita as moléculas, expandindo o ar dentro do balão e nos levando para os céus.
Este é o problema com a energia do ponto zero. . .
O vácuo JÁ É o máximo estado de entropia do Universo, não há como aumentá-la e, no processo, extrair energia. É como querer que o balão de ar quente suba com a atmosfera em volta dele na mesma temperatura, ele nem ao menos se inflaria. .
. Mas e quanto ao efeito Casimir? Afinal, no experimento conseguimos criar uma área onde há ainda menos energia do que no “máximo estado de entropia do Universo”, e ela realmente gera trabalho, afinal as placas se unem.
. . Mas para continuar a produzir energia desta maneira, precisaríamos separar as placas, o que nos faria gastar a mesma quantidade de energia obtida no processo, tornando-o inútil.
Mas, espera aí. . .
Se é possível criar uma área com menos energia do que no vácuo, como acontece no experimento do Casimir. . .
Esta energia não seria, então, negativa? A famosa energia “negativa” necessária para criar buracos de minhoca e as dobras espaciais do Alcubierre? Bom, se você considerar a energia do vácuo como zero, a energia entre as placas do Casimir seria mesmo negativa.
Mas a energia do vácuo NÃO é zero. Entre as placas do Casimir a energia é menor, mas continua sendo POSITIVA, ou seja, ela é inútil para criar dobras espaciais ou buracos de minhoca. A física, portanto, parece indicar que sonhos como este continuarão a fazer parte da ficção científica.
. . Não é apenas questão de desenvolvimento de uma tecnologia.
Pelo que sabemos até aqui, a energia do ponto zero é inacessível, ou seja, ainda dependeremos de fontes de energia muito mais simples durante um bom tempo. A chave para a nossa sobrevivência, pelo menos por enquanto, está no aperfeiçoamento destas tecnologias. Mas, quem sabe um dia não descobriremos algo tão empolgante quanto a energia do ponto zero, ou até mesmo uma maneira de utilizá-la?
Afinal, até há dois séculos não fazíamos ideia de que é possível gerar energia fundindo átomos, mesmo tendo nascido em um planeta que só é habitável graças à fusão de átomos! O conhecimento pode mudar nossos paradigmas de um dia para o outro. .
. Basta resistirmos às noites mais geladas até a próxima grande descoberta. .
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A FutureForm é a grande oportunidade pra deixar isto no passado! Aproveita lá! Gostaria de entender melhor como funciona a oscilação dos campos quânticos no vácuo?
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Eu sou o Juliano Righetto, e você acabou de assistir a mais um “somos míopes porque somos breves”!
