Jos seuraat uutisia maailmankaikkeuden fysiikasta, sinun on täytynyt törmätä termi "absoluuttisen mustan ruumiin voima" ainakin kerran. Vuonna 2013 ryhmä tutkijoita ilmoitti löytäneensä epätavallisen voiman, joka voi olla voimakkaampi kuin painovoima. Brasilian Cear State Universityn ja Brasilian liittovaltion yliopiston tutkijat ovat nyt jakaneet uusia yksityiskohtia tästä omituisesta ilmiöstä.
Termin "absoluuttinen musta ruumis" keksi ensimmäisen kerran fyysikko Gustav Kirchhoff vuonna 1862. Absoluuttiset mustat rungot ovat luokka esineitä, jotka absorboivat kaikissa lämpötiloissa kaikkia niihin kohdistuvia sähkömagneettista säteilyä kaikilla alueilla, mutta samalla ne voivat emittoida omaa sähkömagneettista säteilyä millä tahansa taajuudella. Nimestä huolimatta absoluuttisilla mustilla vartaloilla on väri. Neutronitähdet ovat yksi esimerkki.
Uskotaan, että absoluuttiset mustat rungot pystyvät vapauttamaan erityyppistä lämpöä, ns. "Mustan kappaleen säteilyä", joka voi samanaikaisesti houkutella ja hylätä lähellä olevia esineitä vaikuttaen samojen atomien ja muiden hiukkasten sisäiseen energiaan. Tätä vaikutusta on tapana kutsua "absoluuttisen mustan kehon voimaksi". Tutkijoita kiinnostaa ensisijaisesti miten absoluuttisten mustien kappaleiden luokkaan kuuluvat esineet, joilla ei aina ole korkeita massa- ja lämpötilaindikaattoreita, voivat luoda säteilyä, jonka iskuvoima voi olla voimakkaampi kuin edes painovoiman. Absoluuttisen ruumiin säteilyn (heijastumisen) ja absoluuttisen mustan ruumiin (vetovoiman) voiman vuorovaikutuksesta tulee usein tutkimuskohde kvanttioptiikan alueella.
Brasilialaisten tutkijoiden uudessa tutkimuksessa, jonka tulokset julkaistiin Europhysics Letters -lehdessä, asiantuntijat kysyvät, kuinka eksoottiset tähtitieteelliset elimet (kuuluvat absoluuttisten mustien kappaleiden luokkaan) samoin kuin ympäröivän tilan muodonmuutokset voivat vaikuttaa absoluuttisen mustan ruumiin vahvuuteen. Työssään tutkijat laskivat sekä pallomaisia että lieriömäisiä absoluuttisia mustia kappaleita ympäröivän tilan topologian tai muodonmuutoksen ja selvittivät, kuinka kummankin niistä vaikuttava säteilyvoima muuttuu. Tutkijat ovat havainneet, että avaruuskaarevuus pallomaisten esineiden ympärillä lisää painovoimaa. Samanaikaisesti sellaisia muutoksia ei havaita sylinterimäisen muodon absoluuttisissa mustissa kappaleissa.
Mitä tekemistä tällä on kosmisen kehon vuorovaikutuksen periaatteiden kanssa? Tätä vaikutusta ei ole vielä määritetty suoraan laboratorio-olosuhteissa tai edes lähellä kohteita, joilla on Auringon massa, tutkijat ovat kuitenkin vakuuttuneita siitä, että tilanne tulee olemaan täysin erilainen supermassiivisten absoluuttisten mustien kappaleiden suhteen.
”Katsomme, että absoluuttisten mustien kappaleiden voima, joka esiintyy avaruuden muodonmuutosolosuhteissa esineiden ympärillä, jotka voidaan luokitella ehdottomasti mustiksi kappaleiksi ja joilla on erittäin korkea tiheys, pystyy vaikuttamaan ympäröiviin esineisiin huomattavasti enemmän kuin epämuodostavan tilan sisällä olevien esineiden gravitaatiovoima. Esimerkiksi samat erittäin varautuneet hiukkaset, jotka muodostavat mustien reikien lisäyslevyt”, sanoo johtava tutkija Celio Muniz.
Tutkijoiden mukaan absoluuttisten mustien kappaleiden ja niiden säteilyn vaikutuksen voimakkuuden ymmärtäminen auttaa meitä kehittämään tarkempia malleja planeettojen ja tähteiden muodostumisesta. Ja löydä tulevaisuudessa erityinen voima, ns. Hawking-säteily, jonka mukaan mustat aukot pystyvät lähettämään alkuainehiukkasia.
"Tämän työn avulla voimme tarkastella vuonna 2013 tehtyä löytöä laajemmassa yhteydessä", Muniz toteaa lopuksi.
Mainosvideo:
NIKOLAY KHIZHNYAK