I fisici dell'Università del Sussex hanno scoperto che i buchi neri esercitano una pressione sul loro ambiente, in una prima scientifica.

Nel 1974 Stephen Hawking ha fatto la scoperta seminale che i buchi neri emettono radiazioni termiche. Prima di questo, si credeva che i buchi neri fossero inerti, le fasi finali di una stella pesante morente.

Gli scienziati dell'Università del Sussex hanno dimostrato che si tratta in realtà di sistemi termodinamici ancora più complessi, con non solo una temperatura ma anche una pressione.

La fortuita scoperta è stata fatta dal professor Xavier Calmet e Folkert Kuipers del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università del Sussex, ed è pubblicato oggi in Revisione fisica D .

Calmet e Kuipers erano perplessi da una figura in più che presentava nelle equazioni che stavano eseguendo correzioni gravitazionali quantistiche all'entropia di un buco nero.

Durante una discussione su questo curioso risultato il giorno di Natale 2020, si rese conto che ciò che stavano vedendo si stava comportando come una pressione. A seguito di ulteriori calcoli hanno confermato la loro entusiasmante scoperta che la gravità quantistica può portare a una pressione nei buchi neri.

Saverio Calmet, Professore di Fisica presso l'Università del Sussex, ha dichiarato:"La nostra scoperta che i buchi neri di Schwarzschild hanno una pressione e una temperatura è ancora più eccitante dato che è stata una sorpresa totale. Sono lieto che la ricerca che stiamo intraprendendo all'Università del Sussex sulla gravità quantistica abbia favorito la più ampia comprensione da parte delle comunità scientifiche della natura dei buchi neri.

"L'intuizione fondamentale di Hawking secondo cui i buchi neri non sono neri ma hanno uno spettro di radiazione molto simile a quello di un corpo nero rende i buchi neri un laboratorio ideale per studiare l'interazione tra la meccanica quantistica, gravità e termodinamica.

"Se consideri i buchi neri solo all'interno della relatività generale, si può dimostrare che hanno una singolarità nei loro centri in cui le leggi della fisica come le conosciamo devono rompersi. Si spera che quando la teoria quantistica dei campi sarà incorporata nella relatività generale, potremmo essere in grado di trovare una nuova descrizione dei buchi neri.

"Il nostro lavoro è un passo in questa direzione, e sebbene la pressione esercitata dal buco nero che stavamo studiando sia minuscola, il fatto che sia presente apre molteplici nuove possibilità, che abbraccia lo studio dell'astrofisica, fisica delle particelle e fisica quantistica".

Folkert Kuipers, dottorando di ricerca presso la scuola di scienze matematiche e fisiche dell'Università del Sussex, ha dichiarato:"È emozionante lavorare su una scoperta che approfondisce la nostra comprensione dei buchi neri, specialmente come studente ricercatore.

"Il momento in cui ci siamo resi conto che il risultato misterioso nelle nostre equazioni ci stava dicendo che il buco nero che stavamo studiando aveva una pressione, dopo mesi di lotta con esso, era esilarante.

"Il nostro risultato è una conseguenza della ricerca all'avanguardia che stiamo intraprendendo sulla fisica quantistica presso l'Università del Sussex e getta una nuova luce sulla natura quantistica dei buchi neri."'