septiembre 26, 2021

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Los físicos acaban de hacer accidentalmente un nuevo descubrimiento sobre los agujeros negros

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Desde nuestras primeras detecciones directas que confirmaron la existencia de agujeros negros Solo sucedió en este siglo, la humanidad puede ser perdonada por no saber algunas cosas sobre estos misteriosos objetos cósmicos.

Ni siquiera sabemos todo lo que no sabemos, un hecho que se hizo evidente en un nuevo descubrimiento. Al ejecutar ecuaciones para correcciones de gravedad cuántica para la entropía de un agujero negro, un par de físicos descubrieron que los agujeros negros ejercen presión sobre el espacio que los rodea.

No hay demasiada presión, sin duda, pero es un hallazgo que es fascinantemente consistente con Stephen HawkingLa predicción de que los agujeros negros emiten radiación y, por lo tanto, no solo tienen temperatura, sino que se encogen lentamente con el tiempo en ausencia de acreción.

“Nuestro descubrimiento de que los agujeros negros de Schwarzschild tienen una presión y una temperatura es aún más emocionante porque fue una sorpresa total”. dijo el físico y astrónomo Xavier Calmet de la Universidad de Sussex, Reino Unido.

“Si considera los agujeros negros dentro de relatividad general, se puede demostrar que tienen una singularidad en sus centros donde las leyes de la física tal como las conocemos deben romperse.

“Con suerte, cuando la teoría cuántica de campos se incorpore a la relatividad general, podamos encontrar una nueva descripción de los agujeros negros”.

Cuando hicieron el descubrimiento, Calmet y su colega de la Universidad de Sussex, el físico y astrónomo Folkert Kuipers, estaban realizando cálculos utilizando la teoría cuántica de campos para intentar sondear el horizonte de eventos de un agujero negro.

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Específicamente, estaban tratando de comprender las fluctuaciones en el horizonte de eventos de un agujero negro que corrige su entropía, una medida de la progresión del orden al desorden.

Mientras realizaban estos cálculos, Calmet y Kuipers continuaron encontrando una figura adicional que apareció en sus ecuaciones, pero les tomó un tiempo reconocer lo que estaban mirando: presión.

“El momento en que nos dimos cuenta de que el resultado misterioso en nuestras ecuaciones nos decía que el agujero negro que estábamos estudiando tenía una presión, después de meses de luchar con él, fue estimulante”, dijo. Kuipers dijo.

No está claro qué está causando la presión y, según los cálculos del equipo, es muy pequeña. Además, es negativo, expresado como -2E-46barra para un agujero negro la masa del Sol, en comparación con 1 barra de la Tierra al nivel del mar.

Esto significa exactamente lo que parece: el agujero negro se encogería, no crecería. Esto es consistente con la predicción de Hawking, aunque en este punto es imposible determinar cómo se relaciona la presión negativa con Radiación de Hawking, o incluso si los dos fenómenos están relacionados.

Sin embargo, el hallazgo puede tener implicaciones interesantes para nuestros intentos de cuadrar la relatividad general (en escalas macro) con la mecánica cuántica (que opera en escalas extremadamente pequeñas).

Los agujeros negros se consideran la clave de este esfuerzo. La singularidad del agujero negro se describe matemáticamente como un punto unidimensional de densidad extremadamente alta, en el que la relatividad general se rompe, pero el campo gravitacional que lo rodea solo se puede describir de manera relativista.

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Descubrir cómo encajan los dos regímenes también puede ayudar a resolver un problema de agujero negro realmente espinoso. Según la relatividad general, la información que desaparece más allá de un agujero negro puede desaparecer para siempre. En mecánica cuántica, no puede ser. este es el paradoja de la información del agujero negro, y explorar matemáticamente el espacio-tiempo alrededor de un agujero negro puede ayudar a resolverlo.

“Nuestro trabajo es un paso en esa dirección”, Calmet dijo, “y aunque la presión que ejerce el agujero negro que estábamos estudiando es minúscula, el hecho de que esté presente abre múltiples posibilidades nuevas, que abarcan el estudio de la astrofísica, la física de partículas y la física cuántica”.

La investigación fue publicada en Revisión física D.

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