Sorte huller har vist sig at udøve et pres på deres miljø

Fysikere ved University of Sussex har opdaget, at sorte huller udøver et pres på deres miljø, i en videnskabelig første.

I 1974 gjorde Stephen Hawking den afgørende opdagelse, at sorte huller udsender termisk stråling. Før det, sorte huller blev antaget at være inerte, de sidste stadier af en døende tung stjerne.

Forskere fra University of Sussex har vist, at de faktisk er endnu mere komplekse termodynamiske systemer, med ikke kun en temperatur, men også et tryk.

Den serendipitære opdagelse blev gjort af professor Xavier Calmet og Folkert Kuipers ved Institut for Fysik og Astronomi ved University of Sussex, og udkommer i dag i Fysisk gennemgang D .

Calmet og Kuipers var forvirrede over en ekstra figur, der præsenterede i ligninger, at de kørte på kvantegravitationskorrektioner til entropien af ​​et sort hul.

Under en diskussion om dette besynderlige resultat juledag 2020, erkendelsen af, at det, de så, opførte sig som et pres, gik op. Efter yderligere beregninger bekræftede de deres spændende opdagelse af, at kvantetyngdekraften kan føre til et tryk i sorte huller.

Xavier Calmet, Professor i fysik ved University of Sussex, sagde:"Vores konstatering af, at Schwarzschild sorte huller har et tryk såvel som en temperatur, er endnu mere spændende i betragtning af, at det var en total overraskelse. Jeg er glad for, at den forskning, vi udfører på University of Sussex i kvantetyngdekraften, har fremmet de videnskabelige samfunds bredere forståelse af sorte hullers natur.

"Hawkings skelsættende intuition om, at sorte huller ikke er sorte, men har et strålingsspektrum, der minder meget om et sort legeme, gør sorte huller til et ideelt laboratorium til at undersøge samspillet mellem kvantemekanik, tyngdekraft og termodynamik.

"Hvis du kun betragter sorte huller inden for den generelle relativitetsteori, man kan vise, at de har en singularitet i deres centre, hvor fysikkens love, som vi kender dem, skal brydes ned. Det er håbet, at når kvantefeltteorien inkorporeres i den generelle relativitetsteori, vi kan måske finde en ny beskrivelse af sorte huller.

"Vores arbejde er et skridt i denne retning, og selvom trykket fra det sorte hul, som vi studerede, er lille, det faktum, at det er til stede, åbner op for flere nye muligheder, spænder over studiet af astrofysik, partikelfysik og kvantefysik."

Folkert Kuipers, doktorgradsforsker ved skolen for matematisk og fysisk videnskab ved University of Sussex, sagde:"Det er spændende at arbejde på en opdagelse, der fremmer vores forståelse af sorte huller - især som forskningsstuderende.

"Det pin-drop-øjeblik, hvor vi indså, at det mystiske resultat i vores ligninger fortalte os, at det sorte hul, vi studerede, havde et pres - efter måneders kæmpende med det - var spændende.

"Vores resultat er en konsekvens af den banebrydende forskning, som vi udfører i kvantefysik på University of Sussex, og den kaster et nyt lys over sorte hullers kvantenatur."