I buchi neri esercitano una notevole pressione sul loro ambiente circostante. Lo hanno scoperto i fisici dell’Università del Sussex, dimostrando che questi oggetti sono sistemi termodinamici ancora più complessi di quanto ipotizzato in precedenza. Lo studio è stato pubblicato su Physical Review D.
Già nel 1974 Stephen Hawking aveva scoperto che i buchi neri emettono radiazioni termiche e non sono inerti. Il nuovo studio ha analizzato le caratteristiche termiche dei buchi neri concentrandosi in particolare sui cosiddetti buchi neri di Schwarzschild – dal fisico e astronomo tedesco Karl Schwarzschild che per primo li aveva teorizzati. Si tratta di buchi neri ‘statici’, il cui orizzonte degli eventi si trova a una distanza specifica chiamata raggio di Schwarzschild.
«Secondo i nostri risultati, ottenuti mentre stavamo eseguendo correzioni gravitazionali quantistiche all’entropia di un buco nero, i buchi neri di Schwarzschild hanno una pressione e una temperatura – afferma Xavier Calmet, professore di fisica all’Università del Sussex – e la nostra ricerca sulla gravità quantistica ha favorito una più ampia comprensione da parte della comunità scientifica della natura dei buchi neri. L’intuizione fondamentale di Hawking – secondo cui i buchi neri hanno uno spettro di radiazione molto simile a quello di un corpo nero – rende questi oggetti un laboratorio ideale per studiare l’interazione tra meccanica quantistica, gravità e termodinamica».
Se si considerano i buchi neri solo all’interno della Teoria della Relatività Generale si può dimostrare che il loro centro ha delle singolarità che portano le leggi della fisica come le conosciamo a infrangersi. La ricerca è solo alle prime fasi e gli scienziati si augurano che quando la teoria quantistica dei campi sarà incorporata nella relatività generale, potremmo essere in grado di individuare ulteriori caratteristiche dei buchi neri.
«Il nostro lavoro è un passo in questa direzione – conclude Calmet – e sebbene la pressione esercitata dal buco nero che stavamo studiando sia minuscola, il fatto che sia presente apre molteplici nuove possibilità, che abbracciano lo studio dell’astrofisica, della fisica delle particelle e della fisica quantistica».