(Phys.org)—Nel 2013, un gruppo di fisici austriaci propose l'esistenza di una forza nuova e insolita chiamata "forza del corpo nero". È noto da tempo che i corpi neri, oggetti che assorbono tutta la luce in ingresso e quindi appaiono neri a temperatura ambiente, emettono radiazioni di corpi neri, che respinge piccoli oggetti vicini come atomi e molecole. Ma i fisici hanno dimostrato che teoricamente i corpi neri esercitano anche una forza attrattiva su questi oggetti. Hanno chiamato questa forza la "forza del corpo nero, " e ha dimostrato che può essere più forte della radiazione del corpo nero, e, per particelle molto piccole, anche più forte della gravità.

Ora in un nuovo studio pubblicato su EPL , un diverso team di fisici, C.R. Muniz et al., presso l'Università Statale del Ceará e l'Università Federale del Ceará, Brasile, hanno teoricamente dimostrato che la forza del corpo nero dipende non solo dalla geometria dei corpi stessi, ma anche sulla geometria e sulla topologia dello spaziotempo circostante. In alcuni casi, tenere conto di questi ultimi fattori aumenta significativamente la forza della forza del corpo nero. I risultati hanno implicazioni per una varietà di scenari di astrofisica, come la formazione di pianeti e stelle, e possibilmente esperimenti di laboratorio.

"Questo lavoro colloca la forza del corpo nero scoperta nel 2013 in un contesto più ampio, che coinvolge forti sorgenti gravitazionali e oggetti esotici come le stringhe cosmiche così come quelli più prosaici che si trovano nella materia condensata, "Muniz ha detto Phys.org .

Come hanno dimostrato gli scienziati nel 2013, la forza del corpo nero sorge quando il calore assorbito da un corpo nero fa sì che il corpo nero emetta onde elettromagnetiche che spostano i livelli di energia atomica degli atomi e delle molecole vicini. Questi spostamenti fanno sì che gli atomi e le molecole siano attratti dai corpi neri a causa della loro elevata intensità di radiazione, tirandoli insieme.

Nel nuovo studio, i fisici hanno studiato corpi neri sferici e corpi neri cilindrici, e ha mostrato come la topologia e la curvatura locale dello spaziotempo influenzino le loro forze di corpo nero. Hanno dimostrato che i corpi neri sferici ultradensi come una stella di neutroni (attorno alla quale lo spaziotempo è altamente curvo) generano una forza del corpo nero più forte a causa della curvatura rispetto ai corpi neri nello spaziotempo piatto. Spiegano che questo è dovuto al fatto che la gravità modifica sia la temperatura del corpo nero che l'angolo solido al quale gli atomi e le molecole vicini "vedono" il corpo nero. D'altra parte, un corpo nero meno denso come il nostro Sole (dove lo spaziotempo è meno curvo) genera una forza del corpo nero molto simile a quella della cassa piatta.

I ricercatori hanno quindi considerato il caso di un monopolio globale, un oggetto sferico che modifica le proprietà globali dello spazio, e ha trovato un diverso tipo di influenza. Mentre per altri corpi neri sferici, l'influenza dello spaziotempo è gravitazionale e diminuisce con la distanza dal corpo nero, per il monopolio globale l'influenza è di natura topologica, decrescendo con la distanza ma raggiungendo eventualmente un valore costante.

Finalmente, quando si studia la forza del corpo nero dei corpi neri cilindrici attorno ai quali lo spaziotempo è localmente piatto, gli scienziati non hanno trovato alcuna correzione gravitazionale alla temperatura, ma, sorprendentemente, un effetto sugli angoli con oggetti vicini. E quando un corpo nero cilindrico diventa infinitamente sottile, trasformandosi in un'ipotetica stringa cosmica, la forza del corpo nero svanisce completamente. Globale, gli scienziati si aspettano che queste influenze geometriche e topologiche appena scoperte sulla forza del corpo nero aiuteranno a chiarire il ruolo di questa forza insolita sugli oggetti in tutto l'universo.

"Riteniamo che l'intensificazione della forza del corpo nero dovuta alle sorgenti ultradense possa influenzare in modo rilevabile i fenomeni ad esse associati, come l'emissione di particelle molto energetiche, e la formazione di dischi di accrescimento attorno ai buchi neri, " ha detto Muniz. "Quella forza può anche aiutare a rilevare la radiazione di Hawking emessa da questi ultimi oggetti, poiché sappiamo che tale radiazione obbedisce allo spettro del corpo nero. Nel futuro, vorremmo indagare il comportamento di quella forza in altri spazio-tempo, così come l'influenza di dimensioni extra su di esso."

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