Nehmen wir an, ich habe einen Photonenkollektor im Orbit um die Sonne. Es schafft es, Photonen perfekt effizient zu sammeln, das heißt, ohne Energie abzustrahlen.
Dann mit Einsteins Gleichung:
Da der Kollektor Energie absorbiert, sollte seine Masse zunehmen.
Ist das richtig?
Ja.
Ich denke, es sollte mehr Erklärung geben, aber es ist ziemlich einfach. Ein schwarzer Körper, der Energie absorbiert, wird an Masse zunehmen. Der absolute Anstieg ist ziemlich winzig, aber nicht null.
Da Sie nach einem Objekt fragen, das nicht auch Energie ausstrahlt, könnte ein Schwarzes Loch eine anständige Analogie sein. Nimmt also ein Schwarzes Loch an Masse zu, wenn Photonen hineinfallen? Sicher. Wenn es hilft, können Sie sich vorstellen, dass ein Photon mit ausreichend hoher Energie Elektronenpaare (oder andere Teilchen) erzeugen kann, die anschließend in das Schwarze Loch fallen könnten ... nun, mit Ausnahme des Antiteilchens, das kurz nach der Entstehung vernichtet würde. So oder so scheint es einfacher, sich das Szenario mit Teilchen vorzustellen, die eine Ruhemasse haben, weil es unserer alltäglichen Erfahrung besser entspricht.
Es stimmt zwar, dass die Masse Ihren Wunsch nach perfekter Absorption ohne Strahlung erhöht, aber nicht so einfach erfüllt werden kann. Totalabsorption würde eine schwarze Fläche bei 0 K erfordern. Jede Fläche würde nach dem Planckschen Gesetz und dem Stefan-Boltzmann-Gesetz Wärmeenergie abstrahlen . Dadurch wird der Temperaturanstieg auf die Oberflächentemperatur der Sonne begrenzt.
Mit der Wärmeenergie von pro Freiheitsgrad können Sie versuchen, die Massenzunahme zwischen der minimalen Starttemperatur und 6000 K für einen gegebenen Satz von Eigenschaften des Kollektors abzuschätzen.
dmckee --- Ex-Moderator-Kätzchen