Físicos descobrem que os buracos negros exercem pressão sobre o meio ambiente

Na primeira descoberta científica do género, físicos da Universidade de Sussex descobriram que os buracos negros exercem uma pressão sobre o meio ambiente.

Em 1974, Stephen Hawking fez a descoberta de que os buracos negros emitem radiação térmica. Antes disso, pensava-se que os buracos negros eram inertes, os estágios finais de uma estrela massiva 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 fortuita foi feita pelo professor Xavier Calmet e por Folkert Kuipers, do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Sussex, e publicada na revista Physical Review D.

Calmet e Kuipers ficaram perplexos com um valor extra apresentado nas equações que estavam a executar em correções gravitacionais quânticas para a entropia de um buraco negro.

Durante uma discussão sobre este curioso resultado no dia de Natal de 2020, surgiu a compreensão que o que estavam a ver se comportava como uma pressão. Após cálculos adicionais, confirmaram a sua emocionante descoberta de que a gravidade quântica pode levar a uma pressão nos buracos negros.

Xavier Calmet, professor de física na Universidade de Sussex, disse: “A nossa descoberta de que os buracos negros de Schwarzschild têm pressão e temperatura é ainda mais emocionante, visto que foi uma surpresa total. Estou muito satisfeito que a investigação que estamos a realizar na Universidade de Sussex sobre a gravidade quântica tenha proporcionado, à comunidade científica, uma compreensão mais ampla da natureza dos buracos negros.

“A intuição marcante 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 considerarmos os buracos negros apenas dentro da relatividade geral, podemos mostrar que têm uma singularidade nos seus centros onde as leis da física como as conhecemos devem ser quebradas. Espera-se que, quando a teoria quântica de campos for incorporada à relatividade geral, possamos encontrar uma nova descrição dos buracos negros.”

“O nosso trabalho é um passo nessa direção e, embora a pressão exercida pelo buraco negro que estávamos a estudar seja minúscula, a sua presença abre múltiplas possibilidades, abrangendo o estudo da astrofísica, da física de partículas e da física quântica.”

Folket Kuipers, investigador de doutorado na escola de Ciências Matemáticas e Físicas da Universidade de Sussex, disse: “É emocionante trabalhar numa descoberta que aprofunde a nossa compreensão dos buracos negros – especialmente como estudante de investigação.”

“O momento em que percebemos que o resultado misterioso nas nossas equações estava a dizer-nos que o buraco negro que estudávamos tinha uma pressão – após meses a lidar com ele – foi estimulante.”

“O nosso resultado é uma consequência da investigação de ponta que estamos a realizar em física quântica na Universidade de Sussex e lança nova luz sobre a natureza quântica dos buracos negros”, rematou.