Hawkings Theorie der anomalen Eigenschaften von Schwarzen Löchern bestätigt
Hawkings Theorie der anomalen Eigenschaften von Schwarzen Löchern bestätigt
Anonim

Physiker der University of Sussex haben erstmals gezeigt, dass Schwarze Löcher Druck auf die Umwelt ausüben können. Diese ungewöhnliche Eigenschaft von Schwarzen Löchern wurde 1974 von dem berühmten theoretischen Physiker Stephen Hawking vorgeschlagen, ist aber bisher nur eine Theorie geblieben.

Die Studie ist in der Zeitschrift Physical Review D veröffentlicht und wird kurz von Phys.org behandelt. Es wird berichtet, dass die Entdeckung von den Professoren Xavier Calmet und Folkert Kuipers gemacht wurde, und sie machten es teilweise zufällig.

Physiker führten Forschungen durch, die nicht in direktem Zusammenhang mit der anschließenden Entdeckung standen. Sie beschäftigten sich mit Berechnungen über die Natur der sogenannten Schwarzschild-Schwarzen Löcher. In der Astronomie wird allgemein angenommen, dass dies das einfachste Schwarze Loch ist, in dem sich der Kern nicht dreht. Diese Art von Schwarzen Löchern hat nur eine Singularität und einen Ereignishorizont.

Eine neue Studie hat jedoch gezeigt, dass diese mysteriösen Objekte tatsächlich viel komplexere thermodynamische Systeme sind als bisher angenommen, und sie haben nicht nur Temperatur, sondern auch Druck.

Das Vorhandensein von Druck Calmet und Kuipers entdeckten, als sie zusätzliche Größen in ihren Berechnungen verwendeten - sie wandten Quantengravitationskorrekturen an der Entropie eines Schwarzen Lochs an. Wissenschaftler selbst sagen, dass die gewonnenen Daten sie so verwirrt haben, dass sie immer wieder Berechnungen durchführten. Aber jedes Mal, wenn das Ergebnis erzielt wurde, wurde gesagt, dass die Quantengravitation zum Auftreten von Druck in Schwarzen Löchern führen kann.

„Unsere Entdeckung ist, dass Schwarzschild-Schwarze Löcher sowohl Druck als auch Temperatur haben, und es ist umso aufregender, wenn man bedenkt, dass dies für uns völlig überraschend war“, sagt Xavier Calmet.

Der Experte erinnerte sich daran, dass Stephen Hawking bereits 1974 voraussagte, was jetzt entdeckt wurde. Dann formulierte der berühmte Physiker die Theorie, dass Schwarze Löcher Wärmestrahlung aussenden. Zuvor glaubte man, dass sie träge sind, dass dies die letzte Phase im Leben eines sterbenden schweren Sterns ist.

Eine neue Studie muss die Frage beantworten, was genau den Druck auslöst. Nach Berechnungen von Wissenschaftlern ist es auch nicht nur klein, sondern hat einen negativen Wert. Dies bedeutet, dass das Schwarze Loch unter diesen Bedingungen schrumpfen und nicht wachsen wird, was mit Hawkings Vorhersage übereinstimmt.

Nun wollen Wissenschaftler genau bestimmen, wie der Unterdruck mit der Hawking-Strahlung zusammenhängt. Die Entdeckung könnte interessante Auswirkungen auf den Versuch haben, die allgemeine Relativitätstheorie, die auf Makroebene funktioniert, mit der Quantenmechanik zu verbinden, die auf extrem kleinen Skalen funktioniert.

Es wird angenommen, dass Schwarze Löcher eine Schlüsselrolle in diesem Verständnis spielen. Laut der Allgemeinen Relativitätstheorie können Informationen, die außerhalb eines Schwarzen Lochs verschwinden, für immer verschwinden. Aber die Gesetze der Quantenmechanik sagen, dass dies einfach nicht sein kann. Dieses Paradox wird als informationell bezeichnet und ist eines der Haupträtsel der Schwarzen Löcher. Vielleicht hilft eine neue Entdeckung, das Problem zu lösen.

"Unsere Arbeit ist ein Schritt in diese Richtung", sagte Calmet. "Obwohl der Druck, den das von uns untersuchte Schwarze Loch ausübt, winzig ist, eröffnet die Tatsache, dass es vorhanden ist, viele neue Möglichkeiten für die Forschung … Hawkings bemerkenswerte Intuition sagte uns, dass" dass Schwarze Löcher nicht schwarz sind, sondern ein Strahlungsspektrum haben, das dem eines schwarzen Körpers sehr ähnlich ist.Das macht Schwarze Löcher zu einem idealen Labor, um die Wechselwirkungen zwischen Quantenmechanik, Gravitation und Thermodynamik zu erforschen.“

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