Οι μαύρες τρύπες ασκούν πίεση στο περιβάλλον

Οι μαύρες τρύπες ασκούν πίεση στο περιβάλλον
Οι μαύρες τρύπες ασκούν πίεση στο περιβάλλον
Anonim

Το 1974 ο Stephen Hawking έκανε μια σημαντική ανακάλυψη: οι μαύρες τρύπες εκπέμπουν θερμική ακτινοβολία. Μέχρι τότε, οι μαύρες τρύπες θεωρούνταν αδρανείς, το τελευταίο στάδιο ενός βαρέος αστέρα που πεθαίνει.

Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Sussex απέδειξαν ότι στην πραγματικότητα πρόκειται για ακόμη πιο πολύπλοκα θερμοδυναμικά συστήματα, όχι μόνο με θερμοκρασία, αλλά και με πίεση.

Οι Xavier Calmet και Folkert Kuipers αιφνιδιάστηκαν από το επιπλέον σχήμα που παρουσιάζεται στις εξισώσεις καθώς δούλευαν σε κβαντικές βαρυτικές διορθώσεις στην εντροπία μιας μαύρης τρύπας.

Ενώ συζητούσαμε αυτό το περίεργο αποτέλεσμα, ήρθε η συνειδητοποίηση ότι αυτό που έβλεπαν συμπεριφερόταν σαν πίεση. Μετά από περαιτέρω υπολογισμούς, επιβεβαίωσαν τη συναρπαστική τους ανακάλυψη ότι η κβαντική βαρύτητα μπορεί να οδηγήσει σε πίεση στις μαύρες τρύπες.

Ο Xavier Calmet, καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Sussex, δήλωσε: «Η ανακάλυψή μας ότι οι μαύρες τρύπες Schwarzschild έχουν πίεση αλλά και θερμοκρασία είναι ακόμη πιο συναρπαστική δεδομένου ότι ήταν μια πλήρη έκπληξη. Χαίρομαι που η έρευνά μας για την κβαντική βαρύτητα θα συμβάλει σε μια ευρύτερη κατανόηση της φύσης των μαύρων τρυπών στις επιστημονικές κοινότητες. Η αξιοσημείωτη διαίσθηση του Χόκινγκ ότι οι μαύρες τρύπες δεν είναι μαύρες, αλλά έχουν ένα φάσμα πολύ παρόμοιο με αυτό ενός μαύρου σώματος, καθιστά τις μαύρες τρύπες ένα ιδανικό εργαστήριο για τη μελέτη των αλληλεπιδράσεων μεταξύ κβαντομηχανικής, βαρύτητας και θερμοδυναμικής.

Αν εξετάσουμε τις μαύρες τρύπες μόνο στο πλαίσιο της Γενικής Σχετικότητας, μπορεί να αποδειχθεί ότι έχουν μια ιδιαιτερότητα στα κέντρα όπου οι νόμοι της φυσικής, όπως τους γνωρίζουμε, πρέπει να παραβιάζονται. Ελπίζουμε ότι όταν η κβαντική θεωρία πεδίου ενσωματωθεί στη Γενική Σχετικότητα, ίσως μπορέσουμε να βρούμε μια νέα περιγραφή των μαύρων τρυπών.

Το έργο μας είναι ένα βήμα προς αυτή την κατεύθυνση και παρόλο που η πίεση από τη μαύρη τρύπα που μελετήσαμε είναι μικρή, το γεγονός ότι είναι παρούσα ανοίγει πολλές νέες δυνατότητες που περιλαμβάνουν τη μελέτη της αστροφυσικής, της φυσικής των σωματιδίων και της κβαντικής φυσικής ».

Ο Folkert Kuipers, διδάκτορας στη Σχολή Μαθηματικών και Φυσικής του Πανεπιστημίου του Sussex, δήλωσε: «Είναι ευχάριστο να δουλεύω σε μια ανακάλυψη που συμβάλλει στην κατανόηση των μαύρων τρυπών, ειδικά ως ερευνητής. Η στιγμή που συνειδητοποιήσαμε ότι το κρυπτικό αποτέλεσμα στις εξισώσεις μας υποδηλώνει ότι η υπό μελέτη μαύρη τρύπα είχε πίεση ήταν ενθαρρυντική. Το αποτέλεσμά μας είναι αποτέλεσμα έρευνας αιχμής που κάνουμε στον τομέα της κβαντικής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Sussex και ρίχνει νέο φως στην κβαντική φύση των μαύρων τρυπών ».

Η ανακάλυψη έγινε από τους καθηγητές Xavier Calmet και Folkert Kuipers στο Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Sussex και δημοσιεύτηκε στο Physical Review D.

Συνιστάται: