Kunstnerens indtryk af et aktivt sort hul. (Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images) I betragtning af at vores første direkte påvisninger bekræfter eksistensen af sorte huller kun fandt sted i dette århundrede, kan menneskeheden blive tilgivet for ikke at vide et par ting om disse mystiske kosmiske objekter.
Vi ved ikke engang alt, hvad vi ikke ved – et faktum, der er blevet tydeliggjort i en ny opdagelse. Mens man kører ligninger for kvantetyngdekraftskorrektioner for entropien af a sort hul , fandt et par fysikere ud af, at sorte huller udøver pres på rummet omkring dem.
Ikke meget pres, ganske vist – men det er et fund, der er fascinerende i overensstemmelse med Stephen Hawking 's forudsigelse om, at sorte huller udsender stråling og derfor ikke kunhar en temperatur, men langsomt skrumpe over tid, i mangel af tilvækst.
'Vores konstatering af, at Schwarzschild sorte huller har et tryk såvel som en temperatur, er endnu mere spændende, da det var en total overraskelse,' sagde fysiker og astronom Xavier Calmet fra University of Sussex i Storbritannien.
'Hvis du kun betragter sorte huller indenfor generel relativitetsteori , kan man vise, at de har en singularitet i deres centre, hvor fysikkens love, som vi kender dem, skal brydes ned.
'Det er håbet, at når kvantefeltteorien bliver inkorporeret i den generelle relativitetsteori, kan vi måske finde en ny beskrivelse af sorte huller.'
Da de gjorde deres opdagelse, udførte Calmet og hans kollega fra University of Sussex, fysiker og astronom Folkert Kuipers, beregninger ved hjælp af kvantefeltteori for at prøve at undersøge begivenhedshorisonten for et sort hul.
Specifikt forsøgte de at forstå udsvingene ved begivenhedshorisonten af et sort hul, der korrigerer dets entropi , et mål for progressionen fra orden til uorden.
Mens de udførte disse beregninger, blev Calmet og Kuipers ved med at løbe over en ekstra figur, der dukkede op i deres ligninger, men det tog et stykke tid for dem at genkende, hvad de så på – tryk.
'Det øjeblik, hvor vi indså, at det mystiske resultat i vores ligninger fortalte os, at det sorte hul, vi studerede, havde et pres - efter måneders kæmpende med det - var spændende,' sagde Kuipers .
Det er uklart, hvad der forårsager presset, og ifølge holdets beregninger er det meget lille. Desuden er den negativ – udtrykt som -2E-46bar for et sort hul Solens masse sammenlignet med Jordens 1bar ved havoverfladen.
Dette betyder præcis, hvad det lyder som om det betyder - det sorte hul ville krympe, ikke vokse. Det er i overensstemmelse med Hawkings forudsigelse, selvom det på nuværende tidspunkt er umuligt at afgøre, hvordan negativt tryk relaterer sig til Hawking-stråling , eller endda hvis de to fænomener er relaterede.
Fundet kunne dog have interessante implikationer for vores forsøg på at kvadrere generel relativitetsteori (på makroskalaer) med kvantemekanik (som opererer på ekstremt små skalaer).
Sorte huller menes at være nøglen til dette foretagende. Det sorte huls singularitet beskrives matematisk som et endimensionelt punkt med ekstrem høj tæthed, hvor den almene relativitet bryder sammen - men gravitationsfeltet omkring det kan kun beskrives relativistisk.
At finde ud af, hvordan de to regimer passer sammen, kunne også være med til at løse et virkelig tornent sort hul-problem. Ifølge den generelle relativitetsteori kan information, der forsvinder ud over et sort hul, være væk for altid. Under kvantemekanikken kan det ikke være det. Dette er sort hul information paradoks , og matematisk udforskning af rumtiden omkring et sort hul kunne hjælpe med at løse det.
'Vores arbejde er et skridt i denne retning,' rolig sagde , 'og selvom trykket, der udøves af det sorte hul, som vi studerede, er lille, åbner det faktum, at det er til stede, op for flere nye muligheder, der spænder over studiet af astrofysik, partikelfysik og kvantefysik.'
Forskningen er publiceret i Fysisk gennemgang D .