Esfera de Dyson

A teoria da Bio-Esfera Artificial foi inicialmente proposta por Freeman Dyson em 1960 e posteriormente recebeu o nome de Esfera de Dyson, devido ao seu uso em obras de ficção científica. A Esfera de Dyson é uma estrutura esférica com um raio de aproximadamente 1 UA, que é a distância entre a Terra e o Sol, composta por painéis solares eficientes capazes de coletar toda a energia emitida pela estrela. Essa energia seria convertida em outros tipos de energia, como eletricidade, energia química e calor.

Uma das principais motivações para a teoria de Dyson era explicar como encontrar as primeiras civilizações inteligentes no universo. A equação de Drake, que leva em consideração vários fatores como a taxa de formação de estrelas na nossa galáxia, o número de planetas que poderiam abrigar vida e o tempo de vida de uma civilização, estima que existam entre 1 mil e 100 milhões de espécies inteligentes na Via Láctea.

O Paradoxo de Fermi, levantado pelo físico Enrico Fermi em 1950, questiona por que nenhuma raça alienígena altamente avançada já visitou ou fez contato com a Terra, considerando a vastidão e a idade do universo. Algumas hipóteses para esse questionamento incluem a possibilidade de que espécies altamente evoluídas cheguem a um ponto de extinção inevitável, que essas espécies simplesmente não tenham interesse em entrar em contato conosco ou que as distâncias entre as estrelas tornem impossível o contato pessoal.

Para contornar esse problema, Dyson sugeriu que essas civilizações construiriam estruturas como a Esfera de Dyson, já que isso traria grandes vantagens para eles. Além disso, o tamanho das megaestruturas poderia ser reconhecido por nossos telescópios, devido às variações nas luzes emitidas pelas estrelas.


A Esfera de Dyson se tornou tão popular que foi representada várias vezes em diferentes mídias, como na série de ficção científica Star Trek: The Next Generation, no jogo Dyson Sphere Program, nos quadrinhos dos Guardiões da Galáxia e até mesmo na franquia de super-heróis Vingadores, com a representação do Anel de Dyson na megaestrutura Nidavellir.

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Mas por que a Esfera de Dyson?

Ao longo da história, o desenvolvimento humano esteve intimamente ligado à capacidade de gerar e utilizar energia em suas diversas formas. Inicialmente, os ancestrais do Homem Moderno utilizavam apenas a energia química dos alimentos para sobreviver. Com a evolução, aprendemos a controlar e utilizar o fogo para aquecer, iluminar e cozinhar alimentos. Há cerca de 1400 anos, os agricultores avançados começaram a usar energia eólica e hidráulica em pequena escala, além do carvão para aquecimento, iluminação e tração. Hoje em dia, a utilização de energia em grande escala está presente em tudo o que fazemos: desde a criação de nossos celulares e computadores, até a iluminação pública, o cozimento e congelamento de alimentos, os combustíveis que movem os meios de transporte e os aquecedores e ar condicionados. Estima-se que um ser humano atualmente consuma pelo menos 115 vezes mais energia do que o homem primitivo.

À medida que a sociedade evolui, os modos de geração de energia também evoluem. Hoje em dia, utilizamos a fissão nuclear e estruturas gigantescas, como as hidrelétricas, para produzir energia, enquanto há um século e meio mal tínhamos inventado a lâmpada. É difícil estimar quais medidas serão necessárias nos próximos séculos para atender à demanda energética mundial em constante crescimento.

Não é difícil imaginar por que qualquer civilização inteligente teria como objetivo construir uma Esfera de Dyson ou uma estrutura equivalente em algum momento de sua história para atender às suas necessidades energéticas e continuar evoluindo tecnologicamente.


O sol é pelo menos 100 quintilhões (10 elevado a 20) de vezes mais poderoso do que o melhor e mais eficiente reator nuclear já construído. Se coletássemos toda a energia solar que incide na Terra em um determinado período de tempo, seríamos capazes de alimentar mais de 1000 planetas como o nosso no mesmo período de tempo. Em apenas uma hora e meia, uma estrela como a nossa é capaz de gerar mais energia do que toda a energia já consumida pela humanidade.

Com uma Esfera de Dyson, coletaríamos tanta energia que não saberíamos o que fazer com ela. Os preços de eletricidade, gasolina ou qualquer outra fonte de energia cairiam para valores próximos de zero, onde apenas pagaríamos pelos custos operacionais, como transporte e transmissão de energia. Teríamos energia suficiente para criar qualquer outra tecnologia que desejássemos, incluindo novas megaestruturas, elevando o patamar tecnológico da nossa sociedade para níveis inimagináveis.

É esperado que, como se trata de uma estrutura espacial, nossos problemas de poluição relacionados à geração de energia elétrica na Terra seriam zerados ou reduzidos drasticamente. No entanto, questões sobre lixo e poluição espacial teriam que ser levantadas.

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Escala de Kardashev

A Escala de Kardashev foi proposta em 1964 por Nikolai Kardashev, astrofísico, como uma forma logarítmica de determinar o nível de evolução de uma espécie baseado na energia que é coletada e utilizada por ela. Essa escala classifica as civilizações em tipos, sendo eles:

Tipo 1: uma civilização capaz de utilizar toda a energia do seu planeta natal. Para os humanos, seria necessário uma capacidade de geração instalada de aproximadamente 10 quadrilhões de Watts, ou seja, aproveitar toda a energia dos rios, mares, ventos, terremotos, vulcões, luz solar incidente no planeta e até mesmo dos furacões.

Tipo 2: uma civilização capaz de utilizar toda a energia da sua “estrela natal”. Para os humanos, seria necessário uma capacidade de geração instalada de aproximadamente 400 setilhões de Watts. Uma Esfera de Dyson com 100% de eficiência nos classificaria como tipo 2 nessa escala.

Tipo 3: uma civilização capaz de utilizar toda a energia da sua “galáxia natal”. Seria necessário algo em torno de 4 vezes 10 elevado à 37ª potência em Watts.

Carl Sagan, um dos astrofísicos mais famosos da história, sugeriu que os saltos energéticos entre os tipos definidos por Kardashev eram muito grandes e que seria mais “correto” adicionar subtipos entre cada um deles. A partir disso, Sagan utilizou uma expressão matemática para reclassificar as civilizações, onde K é o tipo e P é a potência consumida em Watts pela civilização.

Posteriormente, foram adicionados outros quatro tipos, sendo o mais importante o tipo 0, que seria atribuído às civilizações que conseguem utilizar algum grau de energia, mas que ainda é irrelevante para parâmetros planetários. Os outros tipos, 4, 5 e 6, são extremamente distantes de qualquer imaginação otimista que possamos ter para nossa espécie, envolvendo a coleta de energia de um universo inteiro, por exemplo.

Usando a fórmula de Sagan como referência, podemos dizer que a humanidade ocupa apenas um mísero tipo 0,73. No entanto, segundo Michio Kaku, outro astrofísico de renome, se mantivermos um aumento de 3% ao ano no consumo de energia, é possível que atinjamos o tipo 1 dentro dos próximos dois séculos e o tipo 2 dentro de alguns milhares de anos, o que parece ser muito tempo, mas em relação ao tempo de existência do universo, será equivalente a um piscar de olhos.

Como não temos outra civilização para nos compararmos, utilizaremos sociedades e espécies mostradas na ficção científica para tal.

É Possível Construir Uma Esfera de Dyson?

Em teoria, construir uma Esfera de Dyson é possível, mas é extremamente inviável devido à quantidade de materiais necessários. Seria preciso 450 milhões de vezes a superfície da Terra em grafeno e nano tubos de carbono, materiais difíceis e caros de serem produzidos. Para conseguir essa quantidade de materiais, seria necessário desmontar planetas inteiros como Mercúrio, Vênus, Marte, todas as luas e asteroides do nosso sistema solar e possivelmente a Terra.

Além disso, há outros problemas a serem considerados, como a instabilidade da esfera no espaço, a possibilidade de colisão de um de seus lados internos com o sol, a pressão do sol que poderia ser grande demais para que a estrutura suportasse, a exposição da parte externa da esfera a colisões de meteoros e detritos espaciais e a falta de proteção contra o vento cósmico. Esse último é uma onda de radiação e partículas altamente energéticas e velozes que atinge nosso sistema solar constantemente e, com o sol totalmente coberto pela esfera, não teríamos o “vento solar” para nos proteger. Portanto, a construção de uma Esfera de Dyson é um projeto muito desafiador e, no momento, não é viável.

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Solução: Variantes de Dyson

Diferentes variantes da teoria da Esfera de Dyson foram criadas para solucionar seus problemas. Embora o Nidavellir da franquia Vingadores seja um exemplo do Anel de Dyson, o Enxame de Dyson é atualmente a solução mais aceita. Esse enxame consiste em uma série de espelhos altamente reflexivos que seriam colocados muito próximos ao sol, o que reduziria significativamente a quantidade de material necessário para cobri-lo parcialmente.

Esses espelhos, que utilizam a energia solar como combustível para se manter em órbita, serão controlados para refletir a luz solar para locais específicos no espaço, onde a energia solar será convertida em outros tipos de energia e transmitida para a Terra. Para construir essa estrutura, seria necessário desmontar apenas o planeta Mercúrio, que é rico em metais e fornecerá material suficiente para a construção do enxame. Além disso, sendo o planeta mais próximo do sol, torna mais fácil o envio do enxame para o espaço e o deslocamento dos espelhos para colocá-los em órbita.

O processo de construção pode levar de 40 a 100 anos, mas, como o enxame é composto de miniestruturas individuais, a energia já começará a ser produzida a partir do lançamento das primeiras partes. As máquinas de Von Neumann serão usadas para construir os espelhos e outras máquinas, além de refinarias e instalações de lançamento no próprio Mercúrio.

Embora a energia produzida pelo Enxame de Dyson seja significativamente menor do que a da Esfera de Dyson, o fato de ser composto por miniestruturas individuais que trabalham em conjunto torna o projeto mais viável. A energia produzida seria suficiente para alimentar todo o planeta Terra até o fim da humanidade.

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