Ученые утверждают, что статические черные дыры оказывают давление на окружающую среду

В 1974 году Стивен Хокинг сделал важное открытие: черные дыры испускают тепловое излучение. До этого считалось, что черные дыры инертны.

В новом исследовании ученые из факультета физики и астрономии Университета Сассекса показывает, что черные дыры на самом деле представляют собой еще более сложные термодинамические системы с не только температурой, но и давлением.

Профессор Сассекского университета Ксавье Кальме и доктор философии Фолкерт Кейперс были озадачены дополнительной переменной, представленной в уравнениях, которые они использовали для квантовых гравитационных поправок к энтропии Шварцшильда или статической черной дыры.

Во время обсуждения этого любопытного результата пришло осознание того, что то, что они видят, ведет себя как давление.

После дальнейших расчетов ученые подтвердили свое захватывающее открытие о том, что квантовая гравитация может приводить к давлению в черных дырах Шварцшильда.

«Наше открытие, что черные дыры Шварцшильда имеют давление, а также температуру, является еще более захватывающим, учитывая, что это было полной неожиданностью», — сказал профессор Ксавье Кальме.

«Я рад, что проводимые нами исследования квантовой гравитации способствовали более широкому пониманию научными сообществами природы черных дыр».

Замечательная интуиция Стивена Хокинга о том, что черные дыры не являются черными, но имеют спектр излучения, очень похожий на спектр излучения черного тела, делает черные дыры идеальной лабораторией для исследования взаимодействия между квантовой механикой, гравитацией и термодинамикой.

Если рассматривать черные дыры только в рамках общей теории относительности, можно показать, что в их центрах есть сингулярность, в которой законы физики, как мы их знаем, должны нарушаться.

«Есть надежда, что, когда квантовая теория поля будет включена в общую теорию относительности, мы сможем найти новое описание черных дыр» — говорят ученые.

 Смотрите также: Темная материя во Вселенной состоит из первичных черных дыр?

«Наша работа — шаг в этом направлении, и хотя давление, оказываемое черной дырой, которую мы изучали, крошечное, тот факт, что оно присутствует, открывает множество новых возможностей, охватывающих изучение астрофизики, физики элементарных частиц и квантовой физики».

«Тот момент, когда мы поняли, что загадочный результат в наших уравнениях говорит нам о том, что черная дыра, которую мы изучаем, имеет давление — после нескольких месяцев борьбы с ней — был воодушевляющим».

«Наш результат является следствием передовых исследований, которые мы проводим в области квантовой физики, и проливает новый свет на квантовую природу черных дыр».

Статья ученых была опубликована в журнале Physical Review D.