درک جدیدی از جاذبه و دافعه‌ی یک نیروی قوی
مجله علمی ایلیاد - فیزیکدانان برزیلی رصد‌های قابل نوجهی داشتند که درک ما را از پدیده‌ی غیرمعمولی که «نیروی جسم سیاه» نامیده می‌شود، افزایش می‌دهد. این تحقیقات جدید می‌تواند به بهبود مدل‌های ما در مورد چگونگی تشکیل ستاره‌ها و سیارات کمک کند. اگر شما همه‌ی خبر‌های عجیب درمورد فیزیک جهان را دنبال کنید، احتمالاً با موضوع نیروی جسم سیاه مواجه شده‌اید. در سال ۲۰۱۳ گروهی از فیزیکدانان اعلام کردند که وجود نیرویی غیرمعمول را کشف کرده‌اند که به‌طور بالقوه می‌تواند از گرانش قوی‌تر باشد.
از آنجایی که این نیرو توسط اجسامی که به‌عنوان جسم سیاه شناخته می‌شوند به‌کار گرفته می‌شود، به نظر می‌رسد نیروی جسم سیاه نام مناسبی برای آن باشد. اکنون محققانی از دانشگاه ایالتی سئارا و دانشگاه فدرال سئارا در برزیل، از جزئیات جدیدی در رابطه با این پدیده‌ی عجیب و غریب پرده برداشته‌اند. از نظر تئوری، جسم سیاه جسمی کدر ایده‌آل است که همه‌ی تابش‌های ورودی را بدون هیچ نشر و بازتابی، جذب می‌کند. نمونه‌ای از جسم سیاه، ستاره‌ی نوترونی است. گفته شده جسم سیاه نوعی از تابش گرمایی را نشر می‌دهد که می‌تواند اشیاء نزدیک، مانند اتم‌ها و ملکول‌ها را هم برباید و هم براند.
تابش جسم سیاه برای اجرامی که زیاد پرجرم نبوده و به اندازه‌ی کافی داغ هستند، حتی می‌تواند از کشش گرانشی آن هم قوی‌تر باشد. تابش جسم سیاه (رانش) و نیروی جسم سیاه (ربایش) هر دو فعل و انفعالاتی را نشان می‌دهند که غالباً در حیطه‌ی اپتیک‌های کوانتومی بررسی می‌شود. پژوهش‌های جدید در خارج از برزیل که در مجله‌ی Europhysics letters منتشر شده است، بررسی می‌کند که چگونه شکل جسم سیاه و همچنین تاثیر آن بر انحنای فضا-زمان پیرامونش، بر ربایش و رانش نوری تاثیر می‌گذارد.
برای این کار محققان توپولوژی یا خمیدگی فضا-زمان اطراف جسم سیاه کروی و استوانه را اندازه‌گیری کرده و نشان دادند چگونه نیروهای تابش جسم سیاهِ هر جسم اثر می‌کند. آن‌ها فهمیدند که انحنای فضای اطرافِ جسم سیاه کروی، نیروی ربایشی را تقویت می‌کند. ضمن اینکه هیچ تقویت نیرویی برای جسم سیاه استوانه‌ای مشاهده نشده است. با این حال، چگونه این نیرو می‌تواند بر آنچه ما درمورد برهم‌کنش بین اجرام کیهان می‌دانیم، اثر گذارد؟ هرچند این نیرو واقعاً نه در آزمایشگاه و نه حتی برای اجرام در حدود جرم خورشید قابل آشکارسازی نیست، محققان بر این باورند که درمورد اجسام سیاه بسیار پرجرم تفاوت قابل‌ملاحظه‌ای وجود دارد.
«سلیو مونیز»، سرپرست محققان می‌گوید: «ما فکر می‌کنیم که این تقویت نیروی جسم سیاه که ناشی از منبع فراچگالی است، می‌تواند بر روی روش‌هایی که پدیده‌های مرتبط با آن قابل آشکارسازی هستند، تاثیر بگذارد؛ مثل نشر ذرات پر انرژی و تشکیل قرص برافزایشی در اطراف سیاهچاله‌ها.» محققان تصور می‌کنند که این یافته‌های جدید درمورد نیروی جسم سیاه و تابش، می‌تواند ما را در کشف گونه‌ای خاص از نیروی جسم سیاه که به‌عنوان «تابش هاوکینگ» شناخته می‌شود، یاری دهد. تابش هاوکینگ اجازه می‌دهد سیاهچاله‌ها تبخیر شوند. مونیز توضیح می‌دهد که کار کشف نیروی جسم سیاه که در سال ۲۰۱۳ اعلام شد، می‌تواند در چارچوب گسترده‌تری قرار گیرد.
نوشته: دام گلئون
ترجمه: فاطمه صفایی - مجله علمی ایلیاد