Nel 1974 Stephen Hawking fece un'importante scoperta: i buchi neri emettono radiazioni termiche. Fino ad allora, si pensava che i buchi neri fossero inerti.
In un nuovo studio, gli scienziati del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università del Sussex mostrano che i buchi neri sono in realtà sistemi termodinamici ancora più complessi con non solo temperatura ma anche pressione.
Il professore della Sussex University Xavier Calmet e il Ph.D. Folkert Kuipers sono rimasti perplessi dalla variabile aggiuntiva presentata nelle equazioni che hanno usato per le correzioni gravitazionali quantistiche per l'entropia di Schwarzschild o del buco nero statico.
Mentre discutevano di questo curioso risultato, si resero conto che ciò che stavano vedendo agiva come una pressione.
Dopo ulteriori calcoli, gli scienziati hanno confermato la loro entusiasmante scoperta che la gravità quantistica può portare alla pressione nei buchi neri di Schwarzschild.
"La nostra scoperta che i buchi neri di Schwarzschild hanno pressione e temperatura è ancora più eccitante dato che è stata una sorpresa completa", ha affermato il professor Xavier Calmet.
"Sono lieto che la nostra ricerca sulla gravità quantistica abbia contribuito a una più ampia comprensione della natura dei buchi neri nella comunità scientifica".
La notevole intuizione di Stephen Hawking che i buchi neri non sono neri, ma hanno uno spettro molto simile a quello di un corpo nero, rende i buchi neri un laboratorio ideale per esplorare le interazioni tra meccanica quantistica, gravità e termodinamica.
Se consideriamo i buchi neri solo nell'ambito della relatività generale, si può dimostrare che esiste una singolarità nei loro centri in cui le leggi della fisica, così come le conosciamo, devono essere violate.
"Si spera che quando la teoria quantistica dei campi sarà incorporata nella relatività generale, saremo in grado di trovare una nuova descrizione dei buchi neri", affermano gli scienziati.
"Il nostro lavoro è un passo in quella direzione, e sebbene la pressione del buco nero che abbiamo studiato sia minuscola, il fatto che sia presente apre molte nuove possibilità che comprendono lo studio dell'astrofisica, della fisica delle particelle e della fisica quantistica".
"Il momento in cui ci siamo resi conto che il risultato criptico nelle nostre equazioni ci diceva che il buco nero che stavamo studiando era sotto pressione, dopo mesi di lotta, è stato incoraggiante".
"Il nostro risultato è il risultato della ricerca all'avanguardia che stiamo facendo nel campo della fisica quantistica e getta nuova luce sulla natura quantistica dei buchi neri".
L'articolo è stato pubblicato sulla rivista Physical Review D.
2021-09-21 04:17:10
Autore: Vitalii Babkin