Los físicos de la Universidad de Sussex han descubierto que los agujeros negros ejercen una presión sobre su entorno, en una ciencia por primera vez.

En 1974, Stephen Hawking hizo el descubrimiento fundamental de que los agujeros negros emiten radiación térmica. Antes de eso, se creía que los agujeros negros eran inertes, las etapas finales de una pesada estrella moribunda.

Los científicos de la Universidad de Sussex han demostrado que, de hecho, son sistemas termodinámicos aún más complejos, con no solo una temperatura sino también una presión.

El descubrimiento fortuito fue realizado por el profesor Xavier Calmet y Folkert Kuipers en el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Sussex. y se publica hoy en Revisión física D .

Calmet y Kuipers estaban perplejos por una figura adicional que presentaba en las ecuaciones que estaban ejecutando en correcciones gravitacionales cuánticas a la entropía de un agujero negro.

Durante una discusión sobre este curioso resultado el día de Navidad de 2020, se dio cuenta de que lo que estaban viendo se estaba comportando como una presión. Tras realizar más cálculos, confirmaron su emocionante hallazgo de que la gravedad cuántica puede generar presión en los agujeros negros.

Xavier Calmet, Catedrático de Física en la Universidad de Sussex, dijo:"Nuestro hallazgo de que los agujeros negros de Schwarzschild tienen una presión y una temperatura es aún más emocionante dado que fue una sorpresa total. Estoy encantado de que la investigación que estamos llevando a cabo en la Universidad de Sussex sobre la gravedad cuántica haya avanzado la comprensión más amplia de las comunidades científicas sobre la naturaleza de los agujeros negros.

"La intuición histórica de Hawking de que los agujeros negros no son negros pero tienen un espectro de radiación muy similar al de un cuerpo negro hace que los agujeros negros sean un laboratorio ideal para investigar la interacción entre la mecánica cuántica, gravedad y termodinámica.

"Si se consideran los agujeros negros solo dentro de la relatividad general, se puede demostrar que tienen una singularidad en sus centros donde las leyes de la física tal como las conocemos deben romperse. Se espera que cuando la teoría cuántica de campos se incorpore a la relatividad general, podríamos encontrar una nueva descripción de los agujeros negros.

"Nuestro trabajo es un paso en esta dirección, 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 abarca el estudio de la astrofísica, física de partículas y física cuántica ".

Folkert Kuipers, investigador doctoral en la escuela de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Sussex, dijo:"Es emocionante trabajar en un descubrimiento que fomenta nuestra comprensión de los agujeros negros, especialmente como estudiante de investigación.

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

"Nuestro resultado es una consecuencia de la investigación de vanguardia que estamos llevando a cabo en física cuántica en la Universidad de Sussex y arroja una nueva luz sobre la naturaleza cuántica de los agujeros negros".