En 1974, Stephen Hawking a fait une découverte importante : les trous noirs émettent un rayonnement thermique. Jusque-là, les trous noirs étaient considérés comme inertes.
Dans une nouvelle étude, des scientifiques du Département de physique et d'astronomie de l'Université du Sussex montrent que les trous noirs sont en réalité des systèmes thermodynamiques encore plus complexes avec non seulement la température mais aussi la pression.
Le professeur de l'Université du Sussex Xavier Calmet et le Ph.D. Folkert Kuipers ont été intrigués par la variable supplémentaire présentée dans les équations qu'ils ont utilisées pour les corrections gravitationnelles quantiques de l'entropie de Schwarzschild ou statique des trous noirs.
En discutant de ce curieux résultat, ils se sont rendu compte que ce qu'ils voyaient agissait comme une pression.
Après d'autres calculs, les scientifiques ont confirmé leur découverte passionnante selon laquelle la gravité quantique peut entraîner une pression dans les trous noirs de Schwarzschild.
"Notre découverte que les trous noirs de Schwarzschild ont une pression ainsi qu'une température est encore plus excitante étant donné que c'était une surprise totale", a déclaré le professeur Xavier Calmet.
"Je suis ravi que nos recherches sur la gravité quantique aient contribué à une meilleure compréhension de la nature des trous noirs dans la communauté scientifique."
L'intuition remarquable de Stephen Hawking selon laquelle les trous noirs ne sont pas noirs, mais ont un spectre très similaire à celui d'un corps noir, fait des trous noirs un laboratoire idéal pour explorer les interactions entre la mécanique quantique, la gravité et la thermodynamique.
Si l'on considère les trous noirs uniquement dans le cadre de la relativité générale, on peut montrer qu'il existe en leurs centres une singularité dans laquelle les lois de la physique, telles que nous les connaissons, doivent être violées.
"On espère que lorsque la théorie quantique des champs sera intégrée à la relativité générale, nous pourrons trouver une nouvelle description des trous noirs", disent les scientifiques.
"Notre travail est un pas dans cette direction, et bien que la pression du trou noir que nous avons étudié soit minime, le fait qu'il soit présent ouvre de nombreuses nouvelles possibilités englobant l'étude de l'astrophysique, de la physique des particules et de la physique quantique."
"Le moment où nous avons réalisé que le résultat cryptique de nos équations nous disait que le trou noir que nous étudiions était sous pression - après des mois de combat - était encourageant."
"Notre résultat est le résultat des recherches de pointe que nous menons dans le domaine de la physique quantique et jette un nouvel éclairage sur la nature quantique des trous noirs."
L'article a été publié dans la revue Physical Review D.
2021-09-21 04:17:10
Auteur: Vitalii Babkin