El horizonte de eventos se dividió en píxeles del área de Planck. Estos píxeles del área de Planck corresponden a las moléculas del agujero negro. (Esta imagen está tomada del artículo arXiv:1309.0901 [gr-qc].) Crédito:© Science China Press
Desde la primera detección de ondas gravitacionales por LIGO y VIRGO, los agujeros negros han despertado una amplia discusión e interés. Para los científicos, Los agujeros negros juegan un papel único en la conexión de la mecánica cuántica y la relatividad general. La estructura microscópica de los agujeros negros siempre ha sido un gran problema para los científicos. Un estudio reciente revela el misterio microscópico de los agujeros negros desde el punto de vista de la termodinámica.
El papel, titulado "Potencial de interacción y termo-corrección de la ecuación de estado para agujeros negros anti-de Sitter de Schwarzschild térmicamente estables, "fue publicado en Ciencia China Física, Mecánica y Astronomía . La investigación fue completada por el profesor Yan-Gang Miao y su Ph.D. estudiante Zhen-Ming Xu, Escuela de Física, Universidad de Nankai.
Los investigadores están muy interesados en estudiar los agujeros negros desde la perspectiva de la termodinámica. Una gran cantidad de estudios han demostrado que los agujeros negros tienen temperatura y entropía, y también puede sufrir transiciones de fase en determinadas condiciones. Por lo tanto, Se ha convertido en un problema de investigación urgente explorar la microestructura de los agujeros negros.
En la etapa inicial, La teoría de cuerdas y la teoría de la bola de fuzz fueron los candidatos más favorables para la exploración de la estructura microscópica de los agujeros negros. donde los cálculos relevantes dependen de configuraciones supersimétricas y extremas o de otras especulaciones. Más recientemente, el mecanismo microscópico de los agujeros negros se ha explorado desde el punto de vista de la termodinámica. El enfoque del átomo del espacio-tiempo da una posible descripción microscópica de la gravedad a través de una ley de equipartición holográfica. Es más, La geometría termodinámica de Ruppeiner se ocupa de las propiedades macroscópicas de los agujeros negros como sistemas termodinámicos mediante extrapolación de los conceptos de hipótesis de moléculas de agujero negro (figura 1) y las densidades numéricas relevantes.
El agujero negro SAdS en el (Th, Sbh) avión. El punto negro corresponde al agujero negro SAdS térmicamente estable con capacidad calorífica positiva a presión constante CP> 0. Crédito:© Science China Press
En esta investigación, El método de geometría termodinámica de Ruppeiner se utiliza para estudiar el comportamiento microscópico de un agujero negro SAdS térmicamente estable (Figura 2). Se da una explicación natural del comportamiento microscópico del agujero negro. "Vemos que para el agujero negro SAdS termodinámicamente estable, una interacción atractiva domina entre las moléculas de los agujeros negros, "escriben los investigadores en el artículo.
Al mismo tiempo, Se propone por primera vez el potencial molecular de un agujero negro SAdS térmicamente estable. Además, basado en la descripción del potencial molecular propuesta, se calcula la termocorrección de la ecuación de estado para agujeros negros SAdS térmicamente estables, y se analiza la racionalidad del término de corrección.
"Proponemos un nuevo intento de explorar los componentes de los agujeros negros según el tipo de interacción, "explicaron los investigadores, "y este método también puede considerarse como un nuevo intento de expandir la termodinámica de los agujeros negros".
La propuesta de "potencial molecular" en esta investigación es de novedad y trascendencia. Por un lado, enriquece el contenido de la investigación y la profundidad de la termodinámica de los agujeros negros, y por otro lado, proporciona una nueva perspectiva y método para explorar la microestructura de los agujeros negros.
