Buracos negros encontrados para exercer pressão sobre seu ambiente

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Crédito CC0: domínio público

Físicos da Universidade de Sussex descobriram que os buracos negros exercem uma pressão sobre o meio ambiente, de uma forma científica inédita.

Em 1974, Stephen Hawking fez a descoberta seminal de que os buracos negros emitem radiação térmica. Antes disso, acreditava-se que os buracos negros eram inertes, os estágios finais de uma estrela pesada moribunda.

Os cientistas da Universidade de Sussex demonstraram que são, na verdade, sistemas termodinâmicos ainda mais complexos, com não apenas temperatura, mas também pressão.

A descoberta acidental foi feito pelo Professor Xavier Calmet e Folkert Kuipers no Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Sussex, e é publicada hoje na Physical Review D .

Calmet e Kuipers ficaram perplexos com uma figura extra que apresentava nas equações que eles estavam executando em correções gravitacionais quânticas para a entropia de um buraco negro.

Durante uma discussão sobre este curioso resultado no dia de Natal de 2020, a percepção de que o que eles estavam vendo estava se comportando como uma pressão surgiu. Após cálculos adicionais, eles confirmaram sua descoberta emocionante de que a gravidade quântica pode levar a uma pressão em buracos negros.

Xavier Calmet, Professor de Física da Universidade de Sussex, disse: "Nossa descoberta de que os buracos negros de Schwarzschild têm uma pressão e também uma temperatura é ainda mais emocionante, visto que foi uma surpresa total. Estou muito satisfeito com a pesquisa que fizemos estão empreendendo na Universidade de Sussex em gravidade quântica tem promovido uma compreensão mais ampla das comunidades científicas da natureza dos buracos negros.

"A intuição histórica de Hawking de que os buracos negros não são negros, mas têm um espectro de radiação muito semelhante ao de um corpo negro, torna os buracos negros um laboratório ideal para investigar a interação entre a mecânica quântica, a gravidade e a termodinâmica.

"Se você considerar os buracos negros apenas dentro da relatividade geral, pode-se mostrar que eles têm uma singularidade em seus centros, onde as leis da física como os conhecemos devem ser quebradas. Espera-se que, quando a teoria quântica de campos for incorporada à relatividade geral , possamos ser capaz de encontrar uma nova descrição de buracos negros.

“Nosso trabalho é um passo nessa direção e, embora a pressão exercida pelo buraco negro que estudávamos seja minúscula, o fato de estar presente abre múltiplas possibilidades novas, abrangendo o estudo da astrofísica, física de partículas e física quântica".

Folkert Kuipers, pesquisador de doutorado na escola de Ciências Matemáticas e Físicas da Universidade de Sussex, disse: "É empolgante trabalhar em uma descoberta que aprimora nossa compreensão dos buracos negros - especialmente como um estudante de pesquisa.

"O momento em que percebemos que o resultado misterioso em nossas equações estava nos dizendo que o buraco negro que estávamos estudando tinha uma pressão - depois de meses lutando com ele - foi estimulante.

"Nosso resultado é uma consequência da pesquisa de ponta que estamos realizando em física quântica na Universidade de Sussex e traz uma nova luz sobre a natureza quântica dos buracos negros". 

Fonte: Phys News / por Neil Vowles, University of Sussex / 12-09-2021    

https://phys.org/news/2021-09-black-holes-exert-pressure-environment.html 

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Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia). Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Departmentof State.