Černá díra. Kredit: CC0 Public Domain.

Černé díry, tedy objekty s totálně zhroucenou hmotou, v jejichž nitru (zřejmě) sedí nevyzpytatelná singularita, byly dlouho považovány za zcela netečné vůči okolnímu prostředí. Nedávno zesnulý Stephen Hawking v roce 1974 spočítal, že černé díry vyzařují tepelné záření. Hawkingovým zářením ale seznam v podstatě skončil.

Xavier Calmet. Kredit: University of Sussex.

Fyzici britské University of Sussex přicházejí s průlomovým objevem, podle něhož černé díry působí na své okolí rovněž tlakem. Zjistili, že černé díry by měly být podstatně složitějšími termodynamickými systémy, než za jaké je považujeme. Šťastný objev si připsali na konto Xavier Calmet a Folkert Kuipers. Zarazil je zvláštní výsledek při řešení rovnic pro kvantově gravitační korekce entropie černé díry, s nimiž si hráli. Když ho pak dále analyzovali, ukázalo se, že kvantová gravitace může vést k vytváření tlaku černými děrami.

Logo. Kredit: University of Sussex.

Jak říká Calmet, když se ukázalo, že černé díry mají nejen teplotu ale i tlak, tak to pro ně bylo naprostým překvapením. Rovněž si pochvaluje, že jde o skvělý úspěch výzkumu kvantové gravitace na University of Sussex, který nabízí nový pohled na kvantovou povahu černých děr. Podle Calmeta by se teď černé díry mohly stát pozoruhodnými kosmickými laboratořemi pro výzkum vztahů mezi kvantovou mechanikou, gravitací a termodynamikou.

Calmet doufá, že jejich výzkum otevře nové možnosti, jak v astrofyzice, tak i částicové fyzice a kvantové fyzice. Pro Kuiperse to byla cenná odborná zkušenost. Moment, kdy po měsících úsilí zjistili, že záhadný výsledek jejich rovnic vlastně říká, že studované černé díry vytvářejí tlak, byl prý k nezaplacení.

Video: Quantum Gravity & Dark Matter Together? - Folkert Kuipers -Sussex U.

Literatura

University of Sussex 10. 9. 2021.

Physical Review D 104: 066012.