Energia întunecată nu există, susțin unii oameni de știință – ceea ce ar putea ajuta la scăparea unuia dintre cele mai mari mistere ale universului.
Timp de un secol, oamenii de știință au crezut că universul se extinde în toate direcțiile. Pentru ca această presupunere să funcționeze, astronomii au folosit conceptul de energie întunecată.
Energia întunecată nu poate fi văzută direct și nu a fost niciodată dovedită. Dar oamenii de știință au sugerat că trebuie să existe din cauza efectului pe care aparent se exercită asupra universului și pentru că este necesar pentru a ajuta la rezolvarea unor probleme fundamentale în înțelegerea noastră a cosmosului.
Acum, însă, cercetătorii de la Universitatea din Canterbury spun că universul nu se extinde de fapt în mod egal în toate direcțiile. În schimb, crește într-un mod „mai bulversat”, în direcții mai variate.
Aceasta, la rândul său, poate elimina nevoia de energie întunecată. În schimb, susține un model diferit de expansiune cosmică, care sugerează că rezultatele neobișnuite văzute în modul în care se întinde lumina nu sunt rezultatul modului în care universul se extinde, ci al modului în care ne gândim la timp și distanță.
Oamenii de știință spun că confuzia poate fi rezultatul faptului că gravitația încetinește timpul. Ceasurile ar ticăi mai repede în spațiul gol decât într-o galaxie aglomerată, de exemplu.
Ca atare, un ceas din Calea Lactee ar ticăi cu aproximativ 35% mai lent decât unul cu o voce cosmică mare, de exemplu. Aceste goluri ar vedea miliarde de ani care nu ar fi prezente în galaxia noastră – și astfel ar avea mai mult timp să crească și să domine universul.
„Descoperirile noastre arată că nu avem nevoie de energie întunecată pentru a explica de ce Universul pare să se extindă într-un ritm accelerat”, a spus David Wiltshire de la Universitatea Canterbury din Christchurch, Noua Zeelandă, care a condus studiul.
„Energia întunecată este o identificare greșită a variațiilor în energia cinetică a expansiunii, care nu este uniformă într-un Univers la fel de negru ca cel în care trăim de fapt.
„Cercetarea oferă dovezi convingătoare care pot rezolva unele dintre întrebările cheie legate de ciudateniile cosmosului nostru în expansiune.
„Cu date noi, cel mai mare mister al Universului ar putea fi dezlegat până la sfârșitul deceniului.”
Cercetarea este publicată într-o nouă lucrare, „Supernovele dovezi pentru schimbarea fundamentală a modelelor cosmologice”, în Notificări lunare ale Scrisorilor Societății Regale de Astronomie.
(Bloomberg) — Guvernul japonez intenționează să susțină în mod decisiv expansiunea energiei nucleare, renunțând la o politică de un deceniu de reducere a dependenței de sursa de energie și inversând restricțiile inițiate în urma crizei de la Fukushima din 2011.
Cele mai citite de la Bloomberg
Națiunea, care s-a bazat pe cărbune și gaze naturale pentru mai mult de 60% din generarea de energie electrică anul trecut, a propus marți o nouă strategie energetică, care îndeamnă atât energia nucleară, cât și sursele regenerabile să fie utilizate „în cea mai mare măsură” pentru a menține creșterea și ajuta la reducerea emisiilor. Proiectul de politică, care se așteaptă să fie adoptat, recomandă și construcția de reactoare complet noi.
Nuclearul ar trebui să reprezinte aproximativ 20% din mixul energetic al națiunii până în anul fiscal 2040, iar energiile regenerabile ar trebui să reprezinte aproximativ 40% până la 50%, potrivit strategiei, elaborată de ministerul Comerțului și consultată de un grup de experți format din 16 persoane. Energiile regenerabile au reprezentat aproximativ 23% din mixul de energie în anul fiscal 2023, iar energia nucleară a reprezentat aproximativ 8,5%, potrivit celor mai recente date ale Ministerului Comerțului.
Națiunile la nivel global conduc la o renaștere a energiei nucleare, deoarece guvernele și industriile avide de putere încearcă să consolideze securitatea energetică prin limitarea dependenței de importurile de combustibil și să asigure o aprovizionare fiabilă cu energie fără emisii.
Adăugarea mai multă energie fără emisii este considerată crucială pentru a permite Japoniei să atragă mai mulți operatori de centre de date și producție avansată, cum ar fi fabricile de semiconductori. Google Alphabet Inc. și firma de servicii cloud susținută de Nvidia Corp., Ubitus KK, și-au manifestat ambele interes pentru utilizarea energiei nucleare în țară, în timp ce companii, inclusiv Microsoft Corp., au investit în construirea de centrale solare locale.
Strategia energetică revizuită ar trebui, de asemenea, să permită Japoniei, al cincilea cel mai mare poluator cu dioxid de carbon, să stimuleze eforturile de decarbonizare care au fost criticate de oamenii de știință și de grupurile climatice ca fiind insuficiente. Japonia ia în considerare în prezent o nouă țintă de reducere a emisiilor cu 60% până în 2035 față de nivelurile din 2013, deși aceasta rămâne mai puțin ambițioasă decât țări precum Regatul Unit.
Nuclearul reprezenta anterior aproximativ o treime din mixul energetic al Japoniei, iar toate cele 54 de reactoare ale națiunii au fost scoase din funcțiune în urma dezastrului din 2011 de la centrala electrică Fukushima Dai-ichi. Din 33 de reactoare încă operabile, doar 14 sunt până acum online. O politică introdusă pentru prima dată în 2014 a cerut națiunii să-și reducă dependența de energia nucleară.
Japonia ar trebui să ia în considerare înlocuirea centralelor scoase din funcțiune cu reactoare noi, avansate, a recomandat grupul consultativ. Cu toate acestea, creșterea producției nucleare este probabil să fie o provocare, deoarece reglementările stricte rămân în vigoare după dezastrul de la Fukushima. Utilitățile trebuie, de asemenea, să treacă printr-un proces îndelungat pentru a obține consimțământul public și alte aprobări.
Combustibilii fosili sunt considerați reprezentând 30% până la 40% din mixul energetic al Japoniei până în 2040, potrivit panelului, și în comparație cu 69% în anul fiscal 2023. Strategia a evidențiat importanța continuă a cărbunelui și a gazelor naturale lichefiate și a cerut guvernului pentru a continua să dezvolte resurse în țară și în străinătate.
În general, cererea anuală de energie a Japoniei este, de asemenea, de așteptat să inverseze scăderile recente, cauzate de creșterea electrificării și a cererilor din partea AI. Producția totală de energie va crește până la 1.200 terawați pe an în 2040, în creștere cu 20% față de 2023.
Commonwealth Fusion Systems, cu sediul în Massachusetts, cea mai mare companie privată de fuziune din lume, a atins o etapă cheie în călătoria sa către producerea de energie pentru rețea. La începutul acestei săptămâni, compania a testat cu succes bobina modelului solenoidului central (CSMC), o componentă esențială a designului său tokamak SPARC care ar putea ajuta într-o zi la producerea de energie fără carbon.
Tehnologia de fuziune nucleară poate debloca energie nelimitată fără a produce emisii de carbon sau deșeuri radioactive de mare nivel. Replicarea procesului care alimentează stelele aici pe Pământ s-a dovedit o provocare, dar nu ne-am dat bătuți.
În eforturile către o economie mai curată, cercetarea fuziunii nucleare a primit un sprijin mai mare prin subvenții guvernamentale și ajutoare, beneficiind, de asemenea, de finanțare prin capital propriu. Rapoartele sugerează că startup-urile de fuziune au strâns mai mult de 7 miliarde de dolari până acum în timp ce lucrează pentru a comercializa tehnologia de producere a energiei.
De la înființarea sa în 2018, numai Commonwealth Fusion Systems (CFS) a strâns 2 miliarde de dolari, făcând-o cea mai mare companie de fuziune nucleară din lume. Odată cu succesul testării CSMC, CFS a făcut un pas mai aproape de realizarea obiectivelor sale de fuziune nucleară.
Etapa cheie atinsă
CFS lucrează cu designul tokamak pentru reactorul său de fuziune și a testat anterior bobina modelului de câmp toroidal (TFMC) în 2021. Atât TFMC, cât și CSMS folosesc magneți supraconductori la temperatură înaltă (HTS) și vor lucra împreună pentru a controla plasma de fuziune din interiorul reactor.
Testul TFMC a demonstrat că magnetul HTS poate funcționa cu un curent electric constant, în timp ce CSMC a trebuit să demonstreze că poate funcționa cu impulsuri de curent care pot crește și scade.
Testul a demonstrat, de asemenea, că CSMC ar putea crea un câmp magnetic de 5,7 Tesla, de aproximativ 100.000 de ori mai puternic decât cel al Pământului. De asemenea, a atins un record pentru energia stocată, ajungând la 3,7 megajouli.
Echipa CFS a crescut, de asemenea, curentul electric la 50.000 de amperi, curentul maxim cu care SPARC este proiectat să funcționeze și unul care ar putea alimenta 250 de case.
„Când apăsăm butonul și trecem curent prin magnet, acesta a funcționat ca un campion și a atins toate obiectivele sale majore de testare”, a declarat Brandon Sorbom, co-fondator și director științific al CFS, într-un comunicat de presă. „Acesta este o piatră de hotar importantă pe drumul spre comercializare”.
Redarea artistică a SPARC, primul reactor de fuziune nucleară al CFS, care se așteaptă să producă prima plasmă în 2026. Credit imagine: Commonwealth Fusion Systems
Realizări pe parcurs
În timpul testării CSMC, echipa CFS a demonstrat, de asemenea, utilitatea noului său sistem bazat pe fibră optică, care poate detecta evenimentele de supraîncălzire care pot deteriora magnetul.
Pentru a construi CSMC și TFMC, CFS a trebuit, de asemenea, să dezvolte propria tehnologie de cablu HTS pentru a gestiona magneții puternici cu putere în impulsuri. Denumită PIT VIPER, abordarea inovatoare a echipei a folosit un design de izolație internă, care a ajutat la minimizarea încălzirii chiar și atunci când curentul a crescut rapid în interiorul magnetului.
„Faptul că echipa noastră a reușit să dezvolte această tehnologie până la un magnet supraconductor complet integrat, la scară în doar câțiva ani, este uriaș”, a adăugat Sorborn în comunicatul de presă.
Cu ambii săi magneți construiți și testați, echipa CFS se va concentra acum pe construirea SPARC la unitatea sa din Devens, Massachusetts. Vizând plasmă în 2026, CFS are obiective ambițioase de a furniza energie de fuziune rețelei la începutul anilor 2030.
Acum un deceniu, părea că industria nucleară globală se afla într-un declin ireversibil.
Preocupările legate de siguranță, costuri și ce să faci cu deșeurile radioactive au slăbit entuziasmul pentru o tehnologie văzută cândva ca o sursă revoluționară de energie ieftină din abundență.
Cu toate acestea, acum se vorbește pe scară largă despre o renaștere, alimentată de giganții tehnologici Microsoft, Google și Amazon, care anunță toți investiții în sector, precum și presiunile tot mai mari asupra națiunilor bogate pentru a-și reduce emisiile de carbon.
Dar cât de reală este revenirea?
Când energia nucleară comercială a fost dezvoltată pentru prima dată în anii 1950 și 1960, guvernele au fost seduse de potențialul ei aparent nelimitat.
Reactoarele nucleare ar putea valorifica și controla aceleași forțe uimitoare eliberate de bombele atomice – pentru a furniza energie electrică pentru milioane de case. Cu un singur kilogram de uraniu care produce de 20.000 de ori mai multă energie decât un kilogram de cărbune, părea viitorul.
Dar tehnologia a inspirat și frica publicului. Și această teamă părea să fie justificată de dezastrul de la Cernobîl, care a răspândit contaminarea radioactivă în toată Europa la începutul anului 1986.
A alimentat o opoziție publică și politică pe scară largă și a încetinit creșterea industriei.
Un alt accident, la uzina Fukushima Daichi din Japonia, în 2011, a reactivat preocupările legate de siguranța nucleară. Japonia însăși și-a închis toate reactoarele imediat după, și doar 12 au repornit de atunci.
Germania a decis să elimine complet energia nucleară. Alte țări au redus planurile de a investi în noi centrale electrice sau de a prelungi viața instalațiilor învechite.
Potrivit Agenției Internaționale pentru Energie Atomică, acest lucru a dus la pierderea a 48 GW de energie electrică la nivel global între 2011 și 2020.
Accidentul nuclear de la Fukushima din 2011 a stârnit noi temeri cu privire la siguranța industriei globale [Getty Images]
Dar dezvoltarea nucleară nu s-a oprit. În China, de exemplu, erau 13 reactoare nucleare în 2011. Acum sunt 55, cu alte 23 în construcție.
Pentru Beijing, care se lupta pentru a satisface cererea de energie electrică în creștere rapidă, nuclearul a avut și are încă un rol vital de jucat.
Acum interesul pentru sector pare să crească din nou în altă parte. Acest lucru se datorează parțial pentru că țările dezvoltate caută modalități de a satisface cererea de energie, depunând eforturi în același timp pentru a îndeplini obiectivele de reducere a emisiilor conform Acordului de la Paris.
Având în vedere că 2024 este proiectat a fi cel mai cald an înregistrat, presiunea de reducere a emisiilor de carbon crește. O concentrare reînnoită pe securitatea energetică, în urma invaziei Ucrainei de către Rusia, a fost, de asemenea, un factor.
Coreea de Sud, de exemplu, a abandonat recent planurile de a-și elimina treptat flota mare de centrale nucleare în următoarele patru decenii – și va construi mai multe în schimb.
Și Franța a inversat planurile de a-și reduce propria dependență de energia nucleară, care furnizează 70% din electricitatea sa. În schimb, vrea să construiască până la opt reactoare noi.
În plus, săptămâna trecută, guvernul SUA a reafirmat, la Conferința Națiunilor Unite privind schimbările climatice, sau Cop29, desfășurată în Azerbaidjan, că intenționează să tripleze producția de energie nucleară până în 2050.
Casa Albă a promis inițial să facă acest lucru pe marginea conferinței de anul trecut, Cop28. Un total de 31 de țări au convenit acum să încerce să-și tripleze utilizarea energiei nucleare până în 2050, inclusiv Marea Britanie, Franța și Japonia.
Tot la Cop29, care se încheie vineri, 22 noiembrie, SUA și Marea Britanie au anunțat că vor colabora pentru a accelera dezvoltarea noii tehnologii nucleare.
Acest lucru urmează după ce s-a convenit în declarația finală sau „inventarul” al Cop28 de anul trecut că nuclearul ar trebui să fie una dintre tehnologiile cu emisii zero sau cu emisii reduse care trebuie „accelerată” pentru a ajuta la combaterea schimbărilor climatice.
Dar foamea de energie curată nu vine doar de la guverne. Giganții tehnologiei se străduiesc să dezvolte din ce în ce mai multe aplicații care utilizează inteligența artificială.
Cu toate acestea, AI se bazează pe date – iar centrele de date au nevoie de energie electrică constantă și fiabilă. Potrivit Barclays Research, centrele de date reprezintă astăzi 3,5% din consumul de energie electrică în SUA, dar această cifră ar putea crește la peste 9% până la sfârșitul deceniului.
În septembrie, Microsoft a semnat un acord pe 20 de ani pentru a cumpăra energie de la Constellation Energy, care va duce la redeschiderea infamei centrale electrice Three Mile Island din Pennsylvania – locul celui mai grav accident nuclear din istoria Statelor Unite, unde un reactor a suferit un criza parțială în 1979.
În ciuda imaginii sale publice afectate, un alt reactor de la centrală a continuat să genereze electricitate până în 2019. Directorul executiv al Constellation, Joe Dominguez, a descris acordul de redeschidere ca un „simbol puternic al renașterii energiei nucleare ca o resursă de energie curată și fiabilă”.
Alți giganți ai tehnologiei au adoptat o abordare diferită. Google intenționează să cumpere energie produsă dintr-o mână de așa-numite reactoare modulare mici sau SMR – o tehnologie în curs de dezvoltare menită să facă energia nucleară mai ușor și mai ieftin de implementat. Amazon sprijină, de asemenea, dezvoltarea și construcția SMR.
SMR-urile în sine sunt promovate, parțial, ca o soluție la unul dintre cele mai mari dezavantaje cu care se confruntă energia nucleară astăzi. În țările occidentale, noi centrale electrice trebuie construite la standarde moderne de siguranță. Acest lucru le face prohibitiv de scumpe și complicat de construit.
Hinkley Point C este un bun exemplu. Prima centrală nucleară nouă din Marea Britanie de la mijlocul anilor 1990 este construită pe o porțiune de coastă îndepărtată din sud-vestul Angliei.
Este menită să fie prima dintr-un lot de noi centrale care înlocuiește flota de reactoare învechită a țării. Dar proiectul se desfășoară cu aproximativ cinci ani în întârziere și va costa cu până la 9 miliarde de lire sterline (11,5 miliarde de dolari) mai mult decât era planificat.
Nu este un caz izolat. Cele mai noi reactoare din SUA de la Plant Vogtle din Georgia au fost deschise cu șapte ani întârziere și au costat mai mult de 35 de miliarde de dolari – cu mult peste dublu bugetul lor inițial.
SMR-urile sunt concepute pentru a rezolva această problemă. Acestea vor fi mai mici decât reactoarele tradiționale, folosind piese standardizate care pot fi asamblate rapid, în locuri apropiate de unde este nevoie de energie.
Dar, deși există aproximativ 80 de modele diferite în curs de dezvoltare la nivel global, conform Agenției Internaționale pentru Energie Atomică, conceptul nu a fost încă dovedit comercial.
Nevoia de energie electrică a Microsoft va reporni centrala nucleară de la Three Mile Island, în imagine [Getty Images]
Opiniile despre energia nucleară rămân extrem de polarizate. Susținătorii susțin că tehnologia este indispensabilă pentru a se atinge obiectivele climatice. Printre aceștia se numără și Rod Adams, al cărui fond Nucleation Capital promovează investițiile în tehnologia nucleară.
„Fisiunea nucleară are o istorie de șapte decenii care arată că este una dintre cele mai sigure surse de energie disponibile”, explică el.
„Este o sursă de energie durabilă și fiabilă, cu costuri continue scăzute, dar costurile de capital au fost prea mari în țările occidentale.”
Oponenții, totuși, insistă că energia nucleară nu este răspunsul.
Potrivit profesorului MV Ramana de la Universitatea British Columbia, este „o nebunie să consideri energia nucleară curată”. Este, spune el, „una dintre cele mai scumpe moduri de a genera electricitate. Investiția în surse de energie mai ieftine cu emisii scăzute de carbon va asigura mai multe reduceri de emisii pe dolar”.
Dacă tendințele actuale anunță o nouă eră nucleară, rămâne o veche problemă. După 70 de ani de putere atomică, există încă dezacorduri cu privire la ce să faci cu deșeurile radioactive acumulate – dintre care unele vor rămâne periculoase timp de sute de mii de ani.
Răspunsul urmărit de multe guverne este eliminarea geologică – îngroparea deșeurilor în tuneluri sigilate adânc în subteran. Dar doar o singură țară, Finlanda, a construit de fapt o astfel de instalație, în timp ce ecologistii și militanții anti-nucleari susțin că aruncarea deșeurilor în afara vederii și a minții este pur și simplu prea riscantă.
Rezolvarea acestei enigme poate fi un factor cheie în dictarea dacă va exista într-adevăr o nouă eră a energiei nucleare.
[BBC]
Înscrieți-vă la buletinul nostru informativ Future Earth pentru a obține informații exclusive despre cele mai recente știri despre climă și mediu de la editorul pentru climă de la BBC, Justin Rowlatt, livrate în căsuța dvs. de e-mail în fiecare săptămână. În afara Marii Britanii? Abonați-vă la buletinul nostru internațional de știri aici.
NEW YORK (AP) — Galaxiile îndepărtate, străvechi, oferă oamenilor de știință mai multe indicii că o forță misterioasă numită energie întunecată ar putea să nu fie ceea ce credeau ei.
Astronomii știu că universul este împins într-un ritm accelerat și s-au nedumerit de zeci de ani cu privire la ceea ce ar putea accelera totul. Ei teoretizează că este în joc o forță puternică, constantă, una care se potrivește bine cu modelul matematic principal care descrie modul în care se comportă universul. Dar ei nu o pot vedea și nu știu de unde vine, așa că o numesc energie întunecată.
Este atât de vast încât se crede că reprezintă aproape 70% din univers, în timp ce materia obișnuită, ca toate stelele și planetele și oamenii reprezintă doar 5%.
Dar descoperirile publicate la începutul acestui an de o colaborare internațională de cercetare a peste 900 de oameni de știință din întreaga lume au adus o surpriză majoră. Pe măsură ce oamenii de știință au analizat modul în care se mișcă galaxiile, au descoperit că forța care le împinge sau le trage în jur nu părea să fie constantă. Și același grup a publicat marți un nou set mai larg de analize care a dat un răspuns similar.
„Nu credeam că un astfel de rezultat se va întâmpla în timpul vieții mele”, a spus Mustapha Ishak-Boushaki, un cosmolog la Universitatea din Texas din Dallas, care face parte din colaborare.
Numit Instrumentul spectroscopic al energiei întunecate, acesta folosește un telescop cu sediul în Tucson, Arizona pentru a crea o hartă tridimensională a istoriei de 11 miliarde de ani a universului, pentru a vedea cum galaxiile s-au grupat de-a lungul timpului și în spațiu. Acest lucru oferă oamenilor de știință informații despre modul în care a evoluat universul și spre ce s-ar putea îndrepta.
Harta pe care o construiesc nu ar avea sens dacă energia întunecată ar fi o forță constantă, așa cum se teoretizează. În schimb, energia pare să se schimbe sau să slăbească în timp. Dacă acesta este într-adevăr cazul, ar schimba modelul cosmologic standard al astronomilor. Ar putea însemna că energia întunecată este foarte diferită de ceea ce credeau oamenii de știință – sau că s-ar putea să se întâmple cu totul altceva.
„Este o perioadă de mare emoție, și, de asemenea, unele zgârieturi și confuzie”, a spus Bhuvnesh Jain, un cosmolog la Universitatea din Pennsylvania, care nu este implicat în cercetare.
Cea mai recentă descoperire a colaborării indică o posibilă explicație dintr-o teorie mai veche: că de-a lungul a miliarde de ani de istorie cosmică, universul s-a extins și galaxiile s-au grupat așa cum a prezis relativitatea generală a lui Einstein.
Noile descoperiri nu sunt definitive. Astronomii spun că au nevoie de mai multe date pentru a răsturna o teorie care părea să se potrivească atât de bine. Ei speră că observațiile de la alte telescoape și noile analize ale noilor date în următorii câțiva ani vor determina dacă viziunea actuală a energiei întunecate rămâne sau scade.
„Semnificația acestui rezultat în acest moment este tentantă”, a spus Robert Caldwell, un fizician la Dartmouth College, care nu este implicat în cercetare, „dar nu este ca o măsurătoare placată cu aur”.
Răspunsul se bazează mult. Deoarece energia întunecată este cea mai mare componentă a universului, comportamentul ei determină soarta universului, a explicat David Spergel, astrofizician și președinte al Fundației Simons. Dacă energia întunecată este constantă, universul va continua să se extindă, devenind tot mai rece și mai gol. Dacă crește în putere, universul se va extinde atât de repede încât se va autodistruge în ceea ce astronomii numesc Big Rip.
„Să nu intri în panică. Dacă asta se întâmplă, nu se va întâmpla timp de miliarde de ani”, a spus el. „Dar am dori să știm despre asta.”
___
Jurnalista video de la Associated Press Mary Conlon a relatat de la New York.
___
Departamentul de Sănătate și Știință din Associated Press primește sprijin din partea Grupului Media Educațional și Știință al Institutului Medical Howard Hughes. AP este singurul responsabil pentru tot conținutul.
