Физиците просто случайно направиха ново откритие за черните дупки

Импресия на художника за активна черна дупка. (Марк Гарлик/Научна фотобиблиотека/Гети изображения)

Като се има предвид, че първите ни директни откривания, потвърждаващи съществуването на черни дупки се случи само през този век, човечеството може да бъде простено, че не знае няколко неща за тези мистериозни космически обекти.

Ние дори не знаем всичко, което не знаем – факт, който стана ясен в ново откритие. Докато изпълнявате уравнения за корекции на квантовата гравитация за ентропията на a Черна дупка , двама физици откриха, че черните дупки оказват натиск върху пространството около тях.

Не е голям натиск, разбира се – но това е откритие, което е удивително съвместимо с Стивън Хоукинг прогнозата на, че черните дупки излъчват радиация и следователно не самоимат температура, но бавно се свиват с течение на времето, при липса на натрупване.

„Нашето откритие, че черните дупки на Шварцшилд имат както налягане, така и температура, е още по-вълнуващо, като се има предвид, че беше пълна изненада“, каза физикът и астроном Ксавие Калмет от университета в Съсекс във Великобритания.

„Ако вземете предвид черните дупки само отвътре обща теория на относителността , може да се покаже, че те имат сингулярност в своите центрове, където законите на физиката, каквито ги познаваме, трябва да се разрушат.

„Надяваме се, че когато квантовата теория на полето бъде включена в общата теория на относителността, може да успеем да намерим ново описание на черните дупки.“

Когато направиха своето откритие, Калмет и неговият колега от университета в Съсекс, физикът и астрономът Фолкерт Кайперс, извършваха изчисления, използвайки квантовата теория на полето, за да се опитат да изследват хоризонта на събитията на черна дупка.

По-конкретно, те се опитват да разберат флуктуациите в хоризонта на събитията на черна дупка, които коригират нейните ентропия , мярка за прогресията от ред към разстройство.

Докато извършваха тези изчисления, Калмет и Кайперс продължаваха да се натъкват на допълнителна фигура, която се появяваше в техните уравнения, но им отне известно време, за да разпознаят какво гледат - налягане.

„Моментът на падане, когато осъзнахме, че мистериозният резултат в нашите уравнения ни казваше, че черната дупка, която изучавахме, има налягане – след месеци на борба с него – беше вълнуващ,“ каза Кайперс .

Не е ясно на какво се дължи напрежението, а според изчисленията на екипа то е много малко. Освен това, той е отрицателен – изразен като -2E-46бар за черна дупка с масата на Слънцето, в сравнение с 1 бар на Земята на морското равнище.

Това означава точно това, което звучи, че означава – черната дупка ще се свива, а не ще расте. Това е в съответствие с прогнозата на Хокинг, въпреки че на този етап е невъзможно да се определи как отрицателното налягане е свързано с Радиация на Хокинг , или дори ако двете явления са свързани.

Откритието обаче може да има интересни последици за нашите опити да поставим на квадрат общата теория на относителността (в макромащаби) с квантовата механика (която работи в изключително малки мащаби).

Черните дупки се смятат за ключови за това начинание. Сингулярността на черната дупка се описва математически като едномерна точка с изключително висока плътност, в който момент общата теория на относителността се разпада – но гравитационното поле около нея може да бъде описано само релативистично.

Изясняването как двата режима си пасват заедно също може да помогне за решаването на един наистина трънлив проблем с черната дупка. Според общата теория на относителността информацията, която изчезва отвъд черна дупка, може да изчезне завинаги. Според квантовата механика не може да бъде. Това е информационен парадокс на черната дупка , а математическото изследване на пространство-времето около черна дупка може да помогне за разрешаването му.

„Нашата работа е стъпка в тази посока“, спокойно каза , „и въпреки че натискът, упражняван от черната дупка, която изучавахме, е малък, фактът, че тя присъства, отваря множество нови възможности, обхващащи изучаването на астрофизиката, физиката на елементарните частици и квантовата физика.“

Изследването е публикувано в Физически преглед D .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.