חורים שחורים מפעילים לחץ על הסביבה

חורים שחורים מפעילים לחץ על הסביבה
חורים שחורים מפעילים לחץ על הסביבה
Anonim

בשנת 1974 גילה סטיבן הוקינג תגלית חשובה: חורים שחורים פולטים קרינה תרמית. עד אז חשבו שחורים שחורים הם אינרטי, השלב האחרון של כוכב כבד גוסס.

מדענים מאוניברסיטת סאסקס הראו שלמעשה מדובר במערכות תרמודינמיות מורכבות עוד יותר, לא רק עם הטמפרטורה, אלא גם עם הלחץ.

חאווייר קאלמט ופולקרט קויפרס נדהמו מהנתון הנוסף המוצג במשוואות כאשר הם עבדו על תיקוני כבידה קוונטיים לאנטרופיה של חור שחור.

תוך כדי דיון בתוצאה מוזרה זו הגיעה ההבנה שמה שהם רואים מתנהג כמו לחץ. לאחר חישובים נוספים, הם אישרו את גילוים המרגש כי כוח הכבידה הקוונטי יכול להוביל ללחץ בחורים שחורים.

חאווייר קאלמט, פרופסור לפיזיקה מאוניברסיטת סאסקס, אמר: תגליתנו כי לחורים השחורים של שוורצשילד יש לחץ כמו גם טמפרטורה מרגשת עוד יותר בהתחשב בכך שזו הייתה הפתעה מוחלטת. אני שמח שהמחקר שלנו בנושא כוח הכבידה הקוונטי יתרום להבנה רחבה יותר של טיב החורים השחורים בקהילות המדעיות. האינטואיציה המדהימה של הוקינג לפיה חורים שחורים אינם שחורים, אך יש להם ספקטרום הדומה מאוד לזה של גוף שחור, הופכת את החורים השחורים למעבדה אידיאלית לחקר האינטראקציות בין מכניקת הקוונטים, הכבידה והתרמודינמיקה.

אם ניקח בחשבון חורים שחורים רק במסגרת היחסות הכללית, ניתן להוכיח שיש להם ייחוד במרכזים בהם יש להפר את חוקי הפיזיקה, כפי שאנו מכירים אותם. יש לקוות שכאשר תורת השדות הקוונטים תשתלב ביחסות הכללית, יתכן שנוכל למצוא תיאור חדש של חורים שחורים.

העבודה שלנו היא צעד בכיוון זה, ולמרות שהלחץ מהחור השחור שלמדנו הוא זעיר, העובדה שהיא קיימת פותחת אפשרויות חדשות רבות המקיפות את לימוד האסטרופיזיקה, פיזיקת החלקיקים והפיזיקה הקוונטית."

פולקרט קויפרס, סטודנט לתואר שלישי בבית הספר למתמטיקה ופיזיקה של אוניברסיטת סאסקס, אמר: "תענוג לעבוד על תגלית שתורמת להבנתנו את החורים השחורים, במיוחד כסטודנט מחקר. הרגע שהבנו שהתוצאה הקריפית במשוואות שלנו מצביעה על כך שהחור השחור הנחקר הוא בעל לחץ מעודד. התוצאה שלנו היא תוצאה של מחקר חדשני שאנו עושים בתחום הפיזיקה הקוונטית באוניברסיטת סאסקס, והיא שופכת אור חדש על אופיים הקוונטי של חורים שחורים ".

הגילוי נערך על ידי הפרופסורים חאבייר קאלמט ופולקרט קויפרס במחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת סאסקס ופורסמו ב- Physical Review D.

מוּמלָץ: