(Phys.org) —En 2013, un grupo de físicos de Austria propuso la existencia de una fuerza nueva e inusual llamada "fuerza del cuerpo negro". Se sabe desde hace mucho tiempo que los cuerpos negros, objetos que absorben toda la luz entrante y, por lo tanto, parecen negros a temperatura ambiente, emiten radiación de cuerpo negro, que repele pequeños objetos cercanos como átomos y moléculas. Pero los físicos demostraron que, en teoría, los cuerpos negros también ejercen una fuerza de atracción sobre estos objetos. Llamaron a esta fuerza la "fuerza del cuerpo negro, "y demostró que puede ser más fuerte que la radiación del cuerpo negro, y, para partículas muy pequeñas, incluso más fuertes que la gravedad.

Ahora, en un nuevo estudio publicado en EPL , un equipo diferente de físicos, C.R. Muniz y col., en la Universidad Estatal de Ceará y la Universidad Federal de Ceará, Brasil, han demostrado teóricamente que la fuerza del cuerpo negro depende no sólo de la geometría de los propios cuerpos, sino también en la geometría y la topología del espacio-tiempo circundante. En algunos casos, tener en cuenta estos últimos factores aumenta significativamente la fuerza de la fuerza del cuerpo negro. Los resultados tienen implicaciones para una variedad de escenarios astrofísicos, como la formación de planetas y estrellas, y posiblemente experimentos de laboratorio.

"Este trabajo sitúa la fuerza del cuerpo negro descubierta en 2013 en un contexto más amplio, que involucra fuertes fuentes gravitacionales y objetos exóticos como cuerdas cósmicas, así como las más prosaicas que se encuentran en la materia condensada, Muniz dijo Phys.org .

Como demostraron los científicos en 2013, la fuerza del cuerpo negro surge cuando el calor absorbido por un cuerpo negro hace que el cuerpo negro emita ondas electromagnéticas que cambian los niveles de energía atómica de los átomos y moléculas cercanos. Estos cambios hacen que los átomos y moléculas sean atraídos por los cuerpos negros debido a su alta intensidad de radiación. juntándolos.

En el nuevo estudio, los físicos investigaron cuerpos negros esféricos y cuerpos negros cilíndricos, y mostró cómo la topología y la curvatura local del espacio-tiempo influyen en sus fuerzas de cuerpo negro. Demostraron que los cuerpos negros esféricos ultradensos como una estrella de neutrones (alrededor de la cual el espacio-tiempo está muy curvado) generan una fuerza de cuerpo negro más fuerte debido a la curvatura en comparación con los cuerpos negros en el espacio-tiempo plano. Explican que esto se debe a que la gravedad modifica tanto la temperatura del cuerpo negro como el ángulo sólido en el que los átomos y moléculas cercanos "ven" el cuerpo negro. Por otra parte, un cuerpo negro menos denso como nuestro Sol (donde el espacio-tiempo es menos curvo) genera una fuerza de cuerpo negro que es muy similar a la del caso plano.

Luego, los investigadores consideraron el caso de un monopolo global, un objeto esférico que modifica las propiedades globales del espacio, y encontró un tipo diferente de influencia. Mientras que para otros cuerpos negros esféricos, la influencia del espacio-tiempo es gravitacional y disminuye con la distancia al cuerpo negro, para el monopolo global, la influencia es de naturaleza topológica, disminuyendo con la distancia pero eventualmente alcanzando un valor constante.

Finalmente, al investigar la fuerza del cuerpo negro de cuerpos negros cilíndricos alrededor de los cuales el espacio-tiempo es localmente plano, los científicos no encontraron ninguna corrección gravitacional a la temperatura, pero, asombrosamente, un efecto en los ángulos con objetos cercanos. Y cuando un cuerpo negro cilíndrico se vuelve infinitamente delgado, convirtiéndose en una hipotética cuerda cósmica, la fuerza del cuerpo negro se desvanece por completo. En general, los científicos esperan que estas influencias geométricas y topológicas recién descubiertas sobre la fuerza del cuerpo negro ayuden a dilucidar el papel de esta fuerza inusual en los objetos de todo el universo.

"Creemos que la intensificación de la fuerza del cuerpo negro debido a las fuentes ultradensas puede influir de forma detectable en los fenómenos asociados a ellas, como la emisión de partículas muy energéticas, y la formación de discos de acreción alrededor de los agujeros negros, "Dijo Muniz." Esa fuerza también puede ayudar a detectar la radiación de Hawking emitida por estos últimos objetos, ya que sabemos que dicha radiación obedece al espectro del cuerpo negro. En el futuro, nos gustaría investigar el comportamiento de esa fuerza en otros espaciotiempos, así como la influencia de dimensiones adicionales en él ".

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