1974 machte Stephen Hawking eine wichtige Entdeckung: Schwarze Löcher senden Wärmestrahlung aus. Bis dahin galten Schwarze Löcher als träge.
Wissenschaftler des Department of Physics and Astronomy der University of Sussex zeigen in einer neuen Studie, dass Schwarze Löcher tatsächlich noch komplexere thermodynamische Systeme mit nicht nur Temperatur, sondern auch Druck sind.
Professor Xavier Calmet von der Universität Sussex und Ph.D. Folkert Kuipers waren verblüfft über die zusätzliche Variable, die in den Gleichungen präsentiert wurde, die sie für die Quantengravitationskorrekturen für die Schwarzschild-Entropie oder die statische Schwarze-Loch-Entropie verwendeten.
Während der Diskussion über dieses merkwürdige Ergebnis kam die Erkenntnis, dass das, was sie sahen, wie Druck wirkte.
Nach weiteren Berechnungen bestätigten Wissenschaftler ihre aufregende Entdeckung, dass die Quantengravitation zu Druck in Schwarzschild-Schwarzen Löchern führen kann.
„Unsere Entdeckung, dass Schwarzschild-Schwarze Löcher sowohl Druck als auch Temperatur haben, ist noch aufregender, da sie eine völlige Überraschung war“, sagte Professor Xavier Calmet.
"Ich freue mich, dass unsere Forschung zur Quantengravitation zu einem breiteren Verständnis der Natur von Schwarzen Löchern in der wissenschaftlichen Gemeinschaft beigetragen hat."
Stephen Hawkings bemerkenswerte Intuition, dass Schwarze Löcher nicht schwarz sind, sondern ein Spektrum haben, das dem eines schwarzen Körpers sehr ähnlich ist, macht Schwarze Löcher zu einem idealen Labor für die Erforschung der Wechselwirkungen zwischen Quantenmechanik, Gravitation und Thermodynamik.
Betrachtet man Schwarze Löcher nur im Rahmen der Allgemeinen Relativitätstheorie, so lässt sich zeigen, dass es in ihren Zentren eine Singularität gibt, in der die Gesetze der Physik, wie wir sie kennen, verletzt werden müssen.
„Wenn wir die Quantenfeldtheorie in die Allgemeine Relativitätstheorie einbeziehen, hoffen wir, eine neue Beschreibung von Schwarzen Löchern zu finden“, sagen die Wissenschaftler.
„Unsere Arbeit ist ein Schritt in diese Richtung, und obwohl der Druck des von uns untersuchten Schwarzen Lochs winzig ist, eröffnet die Tatsache, dass er vorhanden ist, viele neue Möglichkeiten, die das Studium der Astrophysik, Teilchenphysik und Quantenphysik umfassen.“
„Der Moment, in dem wir realisierten, dass das kryptische Ergebnis in unseren Gleichungen uns sagte, dass das Schwarze Loch, das wir untersuchten, unter Druck stand – nach Monaten des Kampfes – war ermutigend.“
"Unser Ergebnis ist das Ergebnis unserer Spitzenforschung auf dem Gebiet der Quantenphysik und wirft neues Licht auf die Quantennatur Schwarzer Löcher."
Der Artikel wurde in der Zeitschrift Physical Review D veröffentlicht.
2021-09-21 04:17:10
Autor: Vitalii Babkin