[0372] Energia!

Qualquer processo que tenha decorrido ou venha a decorrer no Cosmos pode ser descrito, em termos da Física fundamental, como uma sequência de conversões de energia.

Restringindo-nos ao nosso planeta, assim se poderiam descrever os monótonos processos que decorreram durante os primeiros milhões de anos de vida da Terra: erupções vulcânicas, terramotos, tempestades atmosféricas.

Há cerca de 3,5 mil milhões de anos os primeiros seres vivos recorriam à energia da radiação infravermelha e não produziam oxigénio.
Só centenas de milhões de anos depois as cianobactérias começaram a usar a energia solar visível para converter CO₂ e água em compostos orgânicos e oxigénio.

Cerca de 600 milhões de anos antes da actualidade surgiram animais marinhos móveis, compostos por células diferenciadas, cujo metabolismo precisa do oxigénio. Seguiu-se-lhes uma sucessão de novas plantas e de novos animais que gradualmente se foram expandindo por todo o planeta.

Só há algumas centenas de milhares de anos um pequeno grupo de animais, pertencentes ao género Homo, começou a usar energia externa ao seu corpo, ao dominarem o fogo, com a qual cozinham e obtém conforto e segurança.

Há cerca de dez mil anos, alguns dos descendentes desse grupo começaram a cultivar plantas, convertendo através delas, para seu benefício, uma pequena parte da energia solar. E pouco depois estes cultivadores também se iniciaram a domesticar animais, usando não apenas a sua carne como também a sua energia. E há cinco mil anos eles iniciaram-se a usar velas, há dois mil anos a usar noras e há mil anos a usar moinhos de vento, três exemplos de fontes inanimadas de energia.

Há 400 anos, este inicialmente pequeno grupo do género Homo começou a substituir a energia calorífica que lhe era proporcionada pela combustão da madeira pela combustão do carvão (que armazenara a energia produzida pela fotossíntese umas dezenas de milhões de anos antes).
Duzentos anos depois, cerca de 98 % do calor e da luz produzidos por esta espécie de bípedes provinha destes combustíveis vegetais, enquanto mais de 90 % da energia mecânica necessária para a agricultura, a construção e a produção fabril passava pelos músculos humanos e animais. Actualmente, cada um dos descendentes deste espécie do género Homo tem ao seu dispor, em média, quase 700 vezes mais energia útil do que os seus longínquos antepassados!

Em 1964, ano em que o petróleo ultrapassou o carvão como o mais importante combustível fóssil, o astrónomo russo Nicolai Kardashev propôs que as civilizações existentes no Universo fossem classificadas com base no seu consumo de energia. Para ele, uma civilização do Tipo I utiliza toda a energia da luz da Estrela que ilumina o seu planeta. Uma civilização do Tipo II utiliza toda a energia solar produzida pelo seu sol. E uma civilização do Tipo III utiliza toda a energia de uma galáxia.

O físico Michio Kaku fez os seguintes cálculos (ver mensagem nº 0244):
* Tendo em conta a quantidade de luz da nossa Estrela que ilumina um metro quadrado e multiplicando-a pela área terrestre que é iluminada pelo Sol, conclui-se que uma civilização do Tipo I na Terra utilizará 7 x 10¹⁷ watts, mil vezes mais do que actualmente os descendentes do género Homo utilizam; somos então uma civilização do Tipo 0,7.
* Extrapolando para toda a energia do Sol, uma civilização do Tipo II utilizará 4 x 10²⁶ watts.
* E conhecendo aproximadamente o número de estrelas da Via Láctea, uma civilização do Tipo III utilizará 4 x 10³⁷ watts.
* Se o nosso consumo de energia crescer entre 2 e 3 % por ano, precisaremos de 1 a 2 séculos para sermos uma civilização do Tipo I e uns milhares de anos para sermos uma civilização do Tipo II; mais difícil é o cálculo seguinte, devido ao problema constituído pelas viagens interestelares, mas há estimativas que apontam para precisarmos de pelo menos 100 mil anos, no máximo 1 milhão de anos, para sermos uma civilização do Tipo III.

Cálculos estes que pressupõem algumas importantes simplificações no futuro dos actuais descendentes do género Homo como, por exemplo, a sua sobrevivência a drásticas mudanças climáticas e a uma série de guerras idiotas e intermináveis.

E no entanto, apesar das múltiplas formas sob que a energia se pode manifestar (gravitacional, cinética, térmica, elástica, eléctrica, química, radiante, nuclear, de massa) ninguém sabe o que ela é. Eis como o físico norte-americano Richard Feynman (1918-88) o reconheceu:
“É importante que se perceba que, na física actual, não temos conhecimento do que é a energia. Não temos uma imagem de que a energia nos chegue em pequenos grânulos de uma quantidade definida. Não é assim. Não obstante, existem fórmulas que nos permitem calcular uma quantidade numérica, e quando somamos tudo, temos [...] sempre o mesmo número. Trata-se de uma coisa abstracta, já que isso não nos diz os mecanismos, nem as razões das várias fórmulas.”


Fontes: livros de Kaku (2018; pp. 322; 332-333) e de Smil (2022; capítulo 1)
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