Fysiker vid University of Sussex har upptäckt att svarta hål utövar ett tryck på sin miljö, i en vetenskaplig första.

1974 gjorde Stephen Hawking den avgörande upptäckten att svarta hål avger värmestrålning. Före det, svarta hål troddes vara inerta, slutskedet av en döende tung stjärna.

Forskare från University of Sussex har visat att de faktiskt är ännu mer komplexa termodynamiska system, med inte bara en temperatur utan också ett tryck.

Den otroliga upptäckten gjordes av professor Xavier Calmet och Folkert Kuipers vid institutionen för fysik och astronomi vid University of Sussex, och publiceras idag i Fysisk granskning D .

Calmet och Kuipers var förbryllade över en extra figur som presenterade i ekvationer att de körde på kvantgravitationskorrigeringar till entropin i ett svart hål.

Under en diskussion om detta märkliga resultat på juldagen 2020, insikten om att det de såg uppförde sig som ett tryck uppstod. Efter ytterligare beräkningar bekräftade de deras spännande upptäckt att kvantgravitation kan leda till ett tryck i svarta hål.

Xavier Calmet, Professor i fysik vid University of Sussex, sa:"Vår upptäckt att Schwarzschild svarta hål har ett tryck såväl som en temperatur är ännu mer spännande med tanke på att det var en total överraskning. Jag är glad över att forskningen som vi bedriver vid University of Sussex om kvantgravitation har främjat vetenskapssamfundens bredare förståelse av svarta håls natur.

"Hawkings landmärkesintuition att svarta hål inte är svarta utan har ett strålningsspektrum som är mycket likt det för en svart kropp gör svarta hål till ett idealiskt laboratorium för att undersöka samspelet mellan kvantmekaniken, gravitation och termodynamik.

"Om du bara betraktar svarta hål inom generell relativitetsteori, man kan visa att de har en singularitet i sina centra där fysikens lagar som vi känner dem måste brytas ned. Man hoppas att när kvantfältteori införlivas i allmän relativitet, vi kanske kan hitta en ny beskrivning av svarta hål.

"Vårt arbete är ett steg i denna riktning, och även om trycket som utövas av det svarta hålet som vi studerade är litet, det faktum att det är närvarande öppnar upp för flera nya möjligheter, spänner över studiet av astrofysik, partikelfysik och kvantfysik."

Folkert Kuipers, doktorand i skolan för matematisk och fysikalisk vetenskap vid University of Sussex, sa:"Det är spännande att arbeta på en upptäckt som främjar vår förståelse av svarta hål - särskilt som forskarstudent.

"Det ögonblick när vi insåg att det mystiska resultatet i våra ekvationer berättade för oss att det svarta hålet vi studerade hade ett tryck - efter månader av brott med det - var spännande.

"Vårt resultat är en konsekvens av den banbrytande forskningen som vi bedriver inom kvantfysik vid University of Sussex och den lyser ett nytt ljus på svarta håls kvantnatur."