Em 1974, Stephen Hawking fez uma descoberta importante: os buracos negros emitem radiação térmica. Até então, os buracos negros eram considerados inertes.
Em um novo estudo, cientistas do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Sussex mostram que os buracos negros são, na verdade, sistemas termodinâmicos ainda mais complexos, com não apenas temperatura, mas também pressão.
O professor da Sussex University, Xavier Calmet, e o Ph.D. Folkert Kuipers ficaram intrigados com a variável adicional apresentada nas equações que eles usaram para correções gravitacionais quânticas para a entropia de Schwarzschild ou entropia estática do buraco negro.
Ao discutir esse resultado curioso, percebeu que o que eles estavam vendo estava agindo como uma pressão.
Após cálculos adicionais, os cientistas confirmaram sua descoberta emocionante de que a gravidade quântica pode levar à pressão nos buracos negros de Schwarzschild.
“Nossa descoberta de que os buracos negros de Schwarzschild têm pressão e temperatura é ainda mais emocionante, visto que foi uma surpresa completa”, disse o professor Xavier Calmet.
"Estou muito satisfeito que nossa pesquisa sobre a gravidade quântica tenha contribuído para uma compreensão mais ampla da natureza dos buracos negros na comunidade científica."
A notável intuição de Stephen Hawking de que os buracos negros não são negros, mas têm um espectro muito semelhante ao de um corpo negro, torna os buracos negros um laboratório ideal para explorar as interações entre a mecânica quântica, a gravidade e a termodinâmica.
Se considerarmos os buracos negros apenas no quadro da relatividade geral, pode-se mostrar que há uma singularidade em seus centros em que as leis da física, como as conhecemos, devem ser violadas.
"Espera-se que, quando a teoria quântica de campos for incorporada à relatividade geral, possamos encontrar uma nova descrição dos buracos negros", dizem os cientistas.
“Nosso trabalho é um passo nessa direção e, embora a pressão do buraco negro que estudamos seja minúscula, o fato de estar presente abre muitas novas possibilidades que abrangem o estudo da astrofísica, física de partículas e física quântica.”
“O momento em que percebemos que o resultado enigmático em nossas equações estava nos dizendo que o buraco negro que estávamos estudando estava sob pressão - depois de meses lutando contra ele - foi encorajador.”
"Nosso resultado é o resultado da pesquisa de ponta que estamos fazendo no campo da física quântica e lança uma nova luz sobre a natureza quântica dos buracos negros."
O artigo foi publicado na revista Physical Review D.
2021-09-21 04:17:10
Autor: Vitalii Babkin