Găurile negre sunt obiecte relativ simple și pot fi descrise doar prin trei proprietăți: masă, încărcare și rotație. Dar, privind găurile negre mai complex, cercetătorii au apelat la mecanica cuantică, care este cea mai evidentă în comportamentul obiectelor mici, dar joacă și un rol în obiecte mari, cum ar fi găurile negre. Pentru a descrie găurile negre la un nivel cuantic, este nevoie de o teorie a gravitației cuantice, însă această teorie nu este încă completă, dar ceea ce știm până acum este că mecanica cuantică face găurile negre mai complexe, oferindu-le proprietăți precum temperatura și poate chiar presiunea.
Cea mai cunoscută proprietate cuantică a unei găuri negre este temperatura. „Din cauza estompării particulelor cuantice, energia nu poate fi complet legată de orizontul de evenimente al unei găuri negre. Uneori energia poate scăpa de închisoarea gravitațională printr-un proces cunoscut sub numele de radiație Hawking. Cantitatea de energie care scapă este mică, dar înseamnă că găurile negre au o temperatură (foarte rece). Și asta înseamnă că găurile negre pot fi descrise în termenii legilor termodinamicii. Pentru materii obișnuite, termodinamica descrie nu doar temperatura unui obiect, ci și proprietăți precum presiunea”, se arată într-un articol publicat de revista universtoday.
Un nou studiu al găurilor negre a fost început de o echipă de cercetători, pornindu-se de la o proprietate termodinamică cunoscută sub numele de entropie. Una din definițiile entropiei susține că este entropia o mărime fundamentală în teoria informaţiei, care indică cantitatea de informaţie raportată la un element al mesajului transmis. Entropia, în găurile negre, este legată de suprafața unui orizont de evenimente, iar când fizicienii studiază entropia găurii negre, ei vizează răspunsuri la întrebări fundamentale din gravitația cuantică, cum ar fi dacă o gaură neagră poate distruge informații.
„Deci, echipa a aplicat ecuații de entropie unei simple găuri negre, încercând să-și dea seama ce se întâmplă atunci când extindeți ecuațiile lui Einstein în teoria cuantică, care este un truc comun cunoscut sub numele de abordare semi-clasică. Când au făcut acest lucru, au continuat să primească termeni suplimentari ciudați în ecuațiile lor la care nu se așteptau. Acești termeni nu au avut sens până când echipa nu le-a analizat în termeni de presiune. Se pare că termenii suplimentari acționează ca presiune pentru o gaură neagră în același mod în care atomii de gaz dintr-un container creează presiune. Cu alte cuvinte, atunci când aplicați teoria cuantică unei găuri negre, obțineți atât temperatură, cât și presiune”, se arată într-un articol publicat de revista on-line universetoday.com.
La fel cum se întâmplă cu temperatura Hawking, presiune cuantică pentru o gaură neagră este extrem de mică, mult prea mic pentru a afecta tipurile de găuri negre pe care le vedem în univers, însă, faptul că există, ar putea avea consecințe reale pentru cele mai extreme regiuni ale cosmosului, cum ar fi big bang-ul. Cercetătorii consideră că „acest model particular este prea simplu pentru a fi aplicat sistemelor reale, dar este un indiciu interesant către o teorie mai completă a gravitației cuantice”.
Foto: universetoday.com
