Físicos de la Universidad de Sussex han descubierto que los agujeros negros ejercen una presión sobre su entorno, en una primicia científica.

En 1974, Stephen Hawking hizo el descubrimiento fundamental de que los agujeros negros emiten radiación térmica. Antes de eso, se creía que los agujeros negros eran inertes, las etapas finales de una estrella pesada moribunda.

En un nuevo estudio, el equipo de la Universidad de Sussex ha demostrado que, de hecho, son sistemas termodinámicos aún más complejos, no solo con una temperatura sino también con una presión.

El descubrimiento, fortuito, fue realizado por el profesor Xavier Calmet y su compañero Folkert Kuipers en el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Sussex, y se publica en Physical Review D.

Calmet y Kuipers estaban perplejos por una figura adicional que presentaba en las ecuaciones que estaban ejecutando en correcciones gravitacionales cuánticas a la entropía de un agujero negro.

Durante una discusión sobre este curioso resultado el día de Navidad de 2020, se dio cuenta de que lo que estaban viendo se estaba comportando como una presión. Tras realizar más cálculos, confirmaron su emocionante hallazgo de que la gravedad cuántica puede generar presión en los agujeros negros.

Xavier Calmet dijo en un comunicado: «Nuestro hallazgo de que los agujeros negros de Schwarzschild tienen una presión y una temperatura es aún más emocionante dado que fue una sorpresa total. Estoy encantado de que la investigación que realizamos que están llevando a cabo en la Universidad de Sussex en la gravedad cuántica ha fomentado la comprensión más amplia de las comunidades científicas sobre la naturaleza de los agujeros negros.

«La intuición histórica de Hawking de que los agujeros negros no son negros pero tienen un espectro de radiación muy similar al de un cuerpo negro hace que los agujeros negros sean un laboratorio ideal para investigar la interacción entre la mecánica cuántica, la gravedad y la termodinámica.

«Si se consideran los agujeros negros solo dentro de la relatividad general, se puede demostrar que tienen una singularidad en sus centros donde las leyes de la física tal como las conocemos deben romperse. Se espera que cuando la teoría cuántica de campos se incorpore a la relatividad general, podamos poder encontrar una nueva descripción de los agujeros negros.

«Nuestro trabajo es un paso en esta dirección, y aunque la presión que ejerce el agujero negro que estábamos estudiando es minúscula, el hecho de que esté presente abre múltiples posibilidades nuevas, que abarcan el estudio de la astrofísica, la física de partículas y la física cuántica».