黑洞正变得越来越奇怪。当科学家们在20世纪70年代首次确认巨兽的存在时，我们认为它们只是简单的、毫无生气的尸体。后来，著名物理学家斯蒂芬·霍金发现，黑洞并不完全是黑色的，它们实际上会散发热量。现在，两位物理学家已经意识到，这些有点暗的物体也会对它们周围的环境施加压力。
研究报告的合著者、英国苏塞克斯大学的物理学教授泽维尔·卡尔梅特在一份声明中说，这种简单的、非旋转的“黑洞有压力和温度，这是一个完全的惊喜，因此更令人兴奋。”
卡尔梅特和他的研究生福克特·柯伊珀斯当时正在研究黑洞视界附近的量子效应，这是一件极其难以确定的事情。为了解决这个问题，研究人员采用了一种技术来简化他们的计算。就在他们工作的时候，一个奇怪的术语出现在他们的数学解法中。经过几个月的困惑，他们意识到这个新发现的术语的含义:它是黑洞产生的压力的表达。在此之前，没有人知道这是可能的，这改变了科学家对黑洞及其与宇宙其他部分关系的看法。
一个黑洞的电脑图像。
霍金的引擎
20世纪70年代，霍金成为第一批应用量子力学试图理解视界发生什么的物理学家之一。视界是指黑洞周围的区域，在这个区域之外，任何东西，甚至光，都无法逃脱。在此之前，每个人都认为黑洞是简单的物体。根据广义相对论，即引力理论，第一次提出黑洞可能存在，事件视界根本没有什么值得注意的。视界是黑洞的“边界”，定义了离开黑洞需要以比光速更快的速度移动的区域。但这只是空间中的一条想象的线——如果你碰巧穿过了它，你甚至不会意识到自己已经穿过了，直到你试图转身离开。
霍金改变了这一切。他意识到，量子泡沫(指的是在时空真空中不断出现和消失的粒子海洋)可以影响对事件视界的简单看法。有时，成对的粒子会从时空的真空中自发地出现，然后在瞬间的能量中相互湮灭，使真空恢复到原来的状态。但当这种情况发生在离黑洞太近的地方时，其中一个会被困在视界后面，另一个则会逃脱。黑洞保留了逃逸粒子的能量账单，因此它必须失去质量。
这个过程现在被称为霍金辐射，正是通过这些计算，我们发现黑洞并不是完全、100%的黑。它们会发光。这种发光被称为“黑体辐射”，意味着它们也有热量和熵(也称为“无序”)，以及我们通常用于冰箱和汽车引擎等更普通物体的所有其他术语。
一个有效的技术
霍金专注于量子力学是如何影响黑洞附近的。但这并不是故事的全部。量子力学不包括万有引力，对事件视界附近发生的事情的完整描述必须包括量子引力，或者描述在极小的尺度下引力有多强。
自20世纪70年代以来， 198彩平台奖金模式公开公正，信誉在业界是198彩注册网址数一数二的，这也是198彩平台能长久经营的主要原因。，许多物理学家都在尝试发展量子引力理论，并将这些理论应用于视界物理学。最新的尝试来自Calmet和Kuipers的新研究，发表在9月的《物理评论D》杂志上。
“尽管我们正在研究的黑洞施加的压力很小，但它的存在为天体物理学、粒子物理学和量子物理学的研究开辟了多种新的可能性。”
泽维尔垂直
卡尔梅特说:“霍金具有里程碑意义的直觉认为，黑洞不是黑色的， 198彩平台奖金模式公开公正，信誉在业界是198彩注册网址数一数二的，这也是198彩平台能长久经营的主要原因。，而是具有与黑体非常相似的辐射光谱，这使黑洞成为研究量子力学、引力和热力学之间相互作用的理想实验室。”
在没有完整的量子引力理论的情况下，两人使用了一种被称为有效场理论(EFT)的近似技术。这个理论假设在量子层面上的引力是弱的——这个假设允许你在计算中取得一些进展，而不会让一切都分崩离析，就像量子层面上的引力被建模为非常强时所发生的那样。虽然这些计算不会揭示事件视界的全貌，但它们可能提供黑洞周围和内部的见解。
“如果你只考虑广义相对论范围内的黑洞，你可以证明，它们的中心有一个奇点，在那里，我们所知道的它们的物理定律必然会崩溃，”Calmet解释说。“希望当量子场论被纳入广义相对论时，我们可能能够找到黑洞的新描述。”
压力来了
卡尔梅特和柯伊伯斯在活动视界附近用电子脉冲电场法研究黑洞的热力学时，他们注意到一个奇怪的数学术语突然出现在他们的方程中。一开始，这个词完全把他们难住了——他们不知道它是什么意思，也不知道如何解释它。但在2020年圣诞节的一次谈话中，情况发生了变化。
他们意识到方程中的这一项代表压强。真正的压力。就像热气对上升的气球施加的压力，198彩票开户正规198彩注册网址网址请认准中国唯一官网www.lafeiyule02.com，或对汽车引擎活塞施加的压力一样。
“当我们意识到方程式的神秘结果告诉我们，我们正在研究的黑洞有压力时——经过几个月的努力——令人兴奋，”柯伊伯斯回忆说。
这种压力几乎小得离谱，还不到地球标准气压的10^54倍。但它的存在。他们还发现，压力可以是正的，也可以是负的，这取决于黑洞附近特定的量子粒子混合。正压力是让气球膨胀的那种压力，而负压力是你在绷紧的橡皮筋上感受到的张力。
他们的结果扩展了黑洞作为热力学实体的概念，它不仅有温度和熵，还有压力。因为他们的工作只模拟了弱量子引力而忽略了强引力，所以不能完全解释黑洞的行为，但这是重要的一步。
“我们的工作是朝着这个方向迈出的一步，尽管我们研究的黑洞施加的压力很小，但它的存在为天体物理学、粒子物理学和量子物理学的研究开辟了多种新的可能性，”Calmet总结道。
