Чорні діри здійснюють тиск на своє оточення

Виявлено, що чорні діри є ще складнішими термодинамічними системами -- на додачу до температури, мають тиск.

Про це розповідають в Університеті Сассекса.

У 1974 році Стівен Гокінг зробив знакове відкриття, що чорні діри випускають теплове випромінювання. До цього чорні діри вважалися інертними, останніми стадіями присмертної важкої зорі.

Вчені зі вказаного вишу показали, що чорні діри насправді є ще складнішими термодинамічними системами, які мають не тільки температуру, але й тиск.

Це неочікуване відкриття було зроблене професором Ксав′є Калметом та Фолькертом Койперсом з кафедри фізики та астрономії Університету Сассекса й опубліковано у журналі Physical Review D.

Калмета та Койперса збентежила додаткова цифра, що з’являлася у рівняннях, які вони проводили для квантових гравітаційних поправок до ентропії чорної діри.

Під час обговорення цього цікавого результату на початку 2020 року прийшло розуміння, що те, що вони бачать, поводиться як тиск. Після подальших розрахунків вони підтвердили свій захопливий висновок про те, що квантова гравітація може призвести до тиску в чорних дірах.

Ксав’є Калмет, професор фізики Університету Сассексу, сказав: "Наше відкриття, що чорні діри Шварцшильда мають так само тиск, як і температуру, є ще більш захопливим, враховуючи, що це було цілковитою несподіванкою. Я радий, що наші дослідження, які ми проводимо в Університеті Сассексу в області квантової гравітації, сприяло поглибленню розуміння науковими спільнотами природи чорних дір".

"Орієнтирна інтуїція Хокінга про те, що чорні діри не чорні, але мають спектр випромінювання, дуже подібний до спектра чорного тіла, робить чорні діри ідеальною лабораторією для дослідження взаємодії між квантовою механікою, гравітацією та термодинамікою."

"Якщо розглядати чорні діри лише в рамках загальної теорії відносності, можна показати, що вони мають сингулярність у своїх центрах, де закони фізики, як ми їх знаємо, повинні порушуватися. Є надія, що коли квантова теорія поля буде включена до загальної теорії відносності, ми будемо здатні знайти новий опис чорних дір."

"Наша робота – крок у цьому напрямку, і хоча тиск, який чинить чорна діра, яку ми вивчали, невеликий, сам факт його присутності відкриває багато нових можливостей, що охоплюють вивчення астрофізики, фізики елементарних частинок та квантової фізики."

Фолькерт Кайперс, докторант-дослідник у школі математичних та фізичних наук Університету Сассексу, сказав: "Дуже цікаво працювати над відкриттям, яке сприяє нашому розумінню чорних дір – особливо у якості студента-дослідника".

"Момент, коли ми зрозуміли, що загадковий результат у наших рівняннях говорить нам, що чорна діра, яку ми вивчали, мала тиск – після кількох місяців боротьби з цим – був захопливим."

"Наш результат – наслідок найсучасніших досліджень, які ми проводимо у квантовій фізиці в Університеті Сассексу, і він проливає нове світло на квантову природу чорних дір".

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.