Wenn Sie den Nachrichten über die Physik des Universums folgen, müssen Sie mindestens einmal auf den Begriff "die Kraft eines absoluten schwarzen Körpers" gestoßen sein. 2013 kündigte eine Gruppe von Wissenschaftlern die Entdeckung einer ungewöhnlichen Kraft an, die möglicherweise stärker als die Schwerkraft sein könnte. Forscher der Cear State University of Brazil und der Federal University of Brazil haben nun neue Details zu diesem seltsamen Phänomen mitgeteilt.
Der Begriff "absoluter schwarzer Körper" wurde erstmals 1862 vom Physiker Gustav Kirchhoff geprägt. Absolute schwarze Körper sind eine Klasse von Objekten, die bei jeder Temperatur die gesamte auf sie einfallende elektromagnetische Strahlung in allen Bereichen absorbieren, gleichzeitig aber ihre eigene elektromagnetische Strahlung jeder Frequenz emittieren können. Absolute schwarze Körper haben trotz des Namens Farbe. Neutronensterne sind ein Beispiel.
Es wird angenommen, dass absolute schwarze Körper in der Lage sind, eine spezielle Art von Wärmestrahlung freizusetzen, die sogenannte "Schwarzkörperstrahlung", die nahe Objekte gleichzeitig anziehen und abstoßen kann und die innere Energie derselben Atome und anderer Teilchen beeinflusst. Es ist üblich, diesen Effekt "die Kraft des absoluten schwarzen Körpers" zu nennen. Wissenschaftler sind in erster Linie daran interessiert, wie Objekte, die zur Klasse der absoluten schwarzen Körper gehören und nicht immer Indikatoren für hohe Masse und Temperatur aufweisen, Strahlung erzeugen können, deren Aufprallkraft stärker sein kann als selbst die Schwerkraft. Das Zusammenspiel der Strahlung eines absoluten Körpers (Abstoßung) und der Kraft eines absoluten schwarzen Körpers (Anziehung) wird im Bereich der Quantenoptik häufig zum Untersuchungsgegenstand.
In einer neuen Studie brasilianischer Wissenschaftler, deren Ergebnisse in der Fachzeitschrift Europhysics Letters veröffentlicht wurden, fragen Experten, wie exotische astronomische Körper (die zur Klasse der absoluten schwarzen Körper gehören) sowie die Verformung des Raums um sie herum die Stärke eines absoluten schwarzen Körpers beeinflussen können. In ihrer Arbeit berechneten die Wissenschaftler die Topologie oder Verformung des Raums, der sowohl kugelförmige als auch zylindrische absolute schwarze Körper umgibt, und fanden heraus, wie sich die auftreffende Strahlungskraft jedes einzelnen von ihnen ändert. Forscher haben herausgefunden, dass die Krümmung des Raums um kugelförmige Objekte die Schwerkraft erhöht. Gleichzeitig werden solche Änderungen bei absolut schwarzen Körpern mit zylindrischer Form nicht beobachtet.
Was hat das mit den Prinzipien der Interaktion kosmischer Körper zu tun? Dieser Effekt wurde weder unter Laborbedingungen noch in der Nähe von Objekten mit der Masse der Sonne direkt bestimmt. Wissenschaftler sind jedoch zuversichtlich, dass die Situation bei supermassiven absoluten schwarzen Körpern völlig anders sein wird.
„Wir glauben, dass die Kraft absoluter schwarzer Körper, die unter den Bedingungen der Verformung des Raums um Objekte vorhanden ist, die als absolut schwarze Körper klassifiziert werden können und eine ultrahohe Dichte besitzen, einen signifikanteren Effekt auf umgebende Objekte ausüben kann als die Anziehungskraft von Objekten im nicht deformierenden Raum. Zum Beispiel dieselben hoch geladenen Partikel, die die Akkretionsscheiben von Schwarzen Löchern bilden “, sagt der leitende Forscher Celio Muniz.
Laut Wissenschaftlern hilft uns das Verständnis der Stärke des Einflusses absoluter schwarzer Körper und ihrer Strahlung, genauere Modelle für die Bildung von Planeten und Sternen zu entwickeln. Und entdecken Sie in Zukunft eine besondere Kraft, die sogenannte Hawking-Strahlung, nach der Schwarze Löcher Elementarteilchen emittieren können.
„Diese Arbeit ermöglicht es uns, die 2013 gemachte Entdeckung in einem breiteren Kontext zu betrachten“, schließt Muniz.
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NIKOLAY KHIZHNYAK
