(Phys.org)—En 2013, un groupe de physiciens autrichiens a proposé l'existence d'une force nouvelle et inhabituelle appelée « force du corps noir ». Les corps noirs - des objets qui absorbent toute la lumière entrante et apparaissent donc noirs à température ambiante - sont connus depuis longtemps pour émettre un rayonnement de corps noir, qui repousse les petits objets proches tels que les atomes et les molécules. Mais les physiciens ont montré que les corps noirs exercent théoriquement également une force d'attraction sur ces objets. Ils appelaient cette force la "force du corps noir, " et a montré qu'il peut être plus fort que le rayonnement du corps noir, et - pour les très petites particules - encore plus fortes que la gravité.

Maintenant, dans une nouvelle étude publiée dans LPE , une autre équipe de physiciens, C.R. Muniz et al., à l'Université d'État du Ceará et à l'Université fédérale du Ceará, Brésil, ont théoriquement démontré que la force du corps noir ne dépend pas seulement de la géométrie des corps eux-mêmes, mais aussi sur la géométrie et la topologie de l'espace-temps environnant. Dans certains cas, la prise en compte de ces derniers facteurs augmente considérablement la force de la force du corps noir. Les résultats ont des implications pour une variété de scénarios astrophysiques, comme la formation des planètes et des étoiles, et éventuellement des expériences en laboratoire.

"Ce travail replace la force du corps noir découverte en 2013 dans un contexte plus large, qui implique de fortes sources gravitationnelles et des objets exotiques comme les cordes cosmiques ainsi que les plus prosaïques trouvés dans la matière condensée, " Muniz a dit Phys.org .

Comme les scientifiques l'ont montré en 2013, la force du corps noir survient lorsque la chaleur absorbée par un corps noir amène le corps noir à émettre des ondes électromagnétiques qui modifient les niveaux d'énergie atomique des atomes et des molécules à proximité. Ces déplacements provoquent l'attraction des atomes et des molécules vers les corps noirs en raison de leur forte intensité de rayonnement, les tirant ensemble.

Dans la nouvelle étude, les physiciens ont étudié les corps noirs sphériques et les corps noirs cylindriques, et a montré comment la topologie et la courbure locale de l'espace-temps influencent leurs forces de corps noir. Ils ont montré que les corps noirs sphériques ultradenses comme une étoile à neutrons (autour de laquelle l'espace-temps est fortement courbé) génèrent une force de corps noir plus forte en raison de la courbure par rapport aux corps noirs dans l'espace-temps plat. Ils expliquent que cela est dû au fait que la gravité modifie à la fois la température du corps noir et l'angle solide auquel les atomes et molécules voisins "voient" le corps noir. D'autre part, un corps noir moins dense comme notre Soleil (où l'espace-temps est moins courbé) génère une force de corps noir très similaire à celle du cas plat.

Les chercheurs ont ensuite envisagé le cas d'un monopole mondial, un objet sphérique qui modifie les propriétés globales de l'espace, et a trouvé un autre type d'influence. Alors que pour les autres corps noirs sphériques, l'influence de l'espace-temps est gravitationnelle et décroît avec la distance au corps noir, pour le monopole global l'influence est de nature topologique, décroissant avec la distance mais atteignant finalement une valeur constante.

Finalement, lors de l'étude de la force du corps noir des corps noirs cylindriques autour desquels l'espace-temps est localement plat, les scientifiques n'ont trouvé aucune correction gravitationnelle à la température, mais, étonnamment, un effet sur les angles avec les objets proches. Et quand un corps noir cylindrique devient infiniment mince, se transformant en une hypothétique corde cosmique, la force du corps noir disparaît complètement. Globalement, les scientifiques s'attendent à ce que ces influences géométriques et topologiques nouvellement découvertes sur la force du corps noir aident à élucider le rôle de cette force inhabituelle sur les objets à travers l'univers.

"Nous pensons que l'intensification de la force du corps noir due aux sources ultradenses peut influencer de manière détectable les phénomènes qui leur sont associés, comme l'émission de particules très énergétiques, et la formation de disques d'accrétion autour des trous noirs, " a déclaré Muniz. " Cette force peut également aider à détecter le rayonnement Hawking émis par ces derniers objets, puisque nous savons qu'un tel rayonnement obéit au spectre du corps noir. À l'avenir, nous aimerions étudier le comportement de cette force dans d'autres espaces-temps, ainsi que l'influence des dimensions supplémentaires sur celui-ci."

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