Kara Delikler Çevrelerine Basınç Uygulayabilir

Kara delikler büyüleyici bir kozmik bilmece olmaya devam ediyor. Ne zaman kara delikler hakkında her şeyin bulunduğu düşünülse başka bir şey ortaya çıkıyor. Yeni teorik çalışma, kara deliklerin termodinamik karmaşıklıklarına ek olarak çevreleri üzerinde basınç uygulayabileceğini öne sürüyor.

Başlangıçta tanımlandıkları şekliyle kara delikler hiçbir şeyin, hatta ışığın bile kaçamayacağı kadar yoğun bir nesneydi. Bu zaten yeterince kafa karıştırıcı olsa da kısa süre sonra bilim insanları bu nesneyi gerçek değerinden almanın fiziğin her bir dalı için bir sorun olduğunu fark ettiler, özellikle de kuantum mekaniği ve görelilik için.

Hawking'in 1974'te kara deliklerin termal radyasyon yaydığını keşfetmesi de dahil olmak üzere, sorunları çözmek için birçok teorik çalışma yapıldı. Hawking radyasyonu, fizikçilerin termodinamik yasaları aracılığıyla kara delikleri anlamalarına yardımcı oldu. Kara deliklerin sıcaklık, hacim ve yüzey alanı, entropi, açısal momentum vb. gibi özellikleri vardır. Kara delik termodinamiğinde görünmeyen, ancak normal versiyonun temelini oluşturan şey basınçtır. Denklemlere baskıyı dahil etme ihtiyacı hiç olmamıştı, ancak son çalışmalarda denklemler kara delikleri daha iyi ve daha ayrıntılı olarak tanımlamaya çalışırken araştırmacıları şaşırtan bir terim ortaya çıktı. Physical Review'de bildirildiği gibi, bu terim bir kara deliğin entropisinin hesaplanmasında kullanılır. Çalışmalar, entropiyi belirleyen formülün küçük düzeltmelere ihtiyaç duyduğunu ve bu düzeltmelerin kara deliğin birçok özelliğini etkilediğini gösteriyor. Düzeltme, basınç gibi görünüyor.

"Schwarzschild kara deliklerinin bir sıcaklığa ve aynı zamanda bir basınca sahip olduğuna dair bulgumuzun tam bir sürpriz olduğu düşünüldüğünde fazla heyecan verici. Sussex Üniversitesi'nde kuantum yer çekimi üzerine yürüttüğümüz araştırmanın ilerlemesinden memnunum. Hawking'in kara deliklerin kara olmadığı, ancak kara cisminkine çok benzeyen bir radyasyon spektrumuna sahip olduğu yönündeki çığır açan sezgisi, kara delikleri kuantum mekaniği, yerçekimi ve termodinamik arasındaki etkileşimi araştırmak için ideal bir laboratuvar haline getiriyor.” dedi Sussex Üniversitesi'nden baş yazar Profesör Xavier Calmet yaptığı açıklamada.

Bu onların çalışmalarının odak noktasıdır. Genel görelilik ile kuantum mekaniği arasında köprü kuran olası bir teoriye kuantum yer çekimi denir. Kara delikler, bu varsayımsal çerçeve için çok önemli bir test alanıdır.

"Kara delikleri yalnızca genel görelilik içinde ele alırsanız, merkezlerinde bildiğimiz fizik yasalarının çökmesi gereken bir tekilliğe sahip oldukları gösterilebilir. Kuantum alan teorisi genel göreliliğe dahil edildiğinde, kara deliklerin yeni bir tanımınını bulabiliriz belki. Çalışmamız bu yönde bir adım ve üzerinde çalıştığımız kara deliğin uyguladığı basınç çok küçük olsa da, mevcut olması bile astrofizik, parçacık fiziği ve kuantum fiziği çalışmalarını kapsayan birçok yeni olasılığın kapılarını açıyor. " diye açıkladı Calmet.

Yine Sussex'ten ortak yazar olan Folkert Kuipers, "Kara delikler hakkındaki anlayışımızı geliştiren bir keşif üzerinde çalışmak oldukça heyecan verici, özellikle de bir araştırma öğrencisi olarak. Denklemlerimizdeki gizemli sonucun, üzerinde aylarca çalıştığımız kara deliğin bir basınca sahip olduğunu söylediğini fark ettiğimiz an mükemmeldi." dedi.

 

Kaynak:

https://www.iflscience.com/physics/black-holes-might-put-pressure-on-their-surroundings/