L'horizon des événements divisé en pixels de la zone de Planck. Ces pixels de la zone de Planck correspondent aux molécules de trou noir. (Cette photo est tirée de l'article arXiv:1309.0901[gr-qc].) Crédit :©Science China Press
Depuis la première détection d'ondes gravitationnelles par LIGO et VIRGO, les trous noirs ont suscité un débat et un intérêt généralisés. Pour les scientifiques, les trous noirs jouent un rôle unique dans la connexion de la mécanique quantique et de la relativité générale. La structure microscopique des trous noirs a toujours été un énorme problème pour les scientifiques. Une étude récente révèle le mystère microscopique des trous noirs du point de vue de la thermodynamique.
Le papier, intitulé "Potentiel d'interaction et thermo-correction à l'équation d'état pour les trous noirs anti-de Sitter de Schwarzschild thermiquement stables, " a été publié dans Science Chine Physique, Mécanique &Astronomie . La recherche a été complétée par le professeur Yan-Gang Miao et son doctorat. étudiant Zhen-Ming Xu, École de physique, Université de Nankai.
Les chercheurs sont très intéressés par l'étude des trous noirs du point de vue de la thermodynamique. Un grand nombre d'études ont montré que les trous noirs ont de la température et de l'entropie, et peut également subir des transitions de phase dans certaines conditions. Par conséquent, c'est devenu un problème de recherche urgent pour explorer la microstructure des trous noirs.
Au stade précoce, la théorie des cordes et la théorie de la fuzzball étaient les candidats les plus favorables pour l'exploration de la structure microscopique des trous noirs, où les calculs pertinents dépendent soit de configurations supersymétriques et extrêmes, soit d'autres spéculations. Plus récemment, le mécanisme microscopique des trous noirs a été exploré du point de vue de la thermodynamique. L'approche de l'atome d'espace-temps donne une description microscopique possible de la gravité à travers une loi d'équipartition holographique. De plus, La géométrie thermodynamique de Ruppeiner traite des propriétés macroscopiques des trous noirs en tant que systèmes thermodynamiques par extrapolation à partir des concepts d'hypothèse des molécules de trous noirs (Fig.1) et des densités numériques pertinentes.
Le trou noir SAdS dans le (Th, Sbh ) avion. Le point noir correspond au trou noir SAdS thermiquement stable avec une capacité calorifique positive à pression constante CP> 0. Crédit :©Science China Press
Dans cette recherche, La méthode de géométrie thermodynamique de Ruppeiner est utilisée pour étudier le comportement microscopique d'un trou noir SAdS thermiquement stable (Fig.2). Une explication naturelle du comportement microscopique du trou noir est donnée. "Nous voyons que pour le trou noir SAdS thermodynamiquement stable, une interaction attractive domine parmi les molécules de trou noir, " écrivent les chercheurs dans l'article.
À la fois, le potentiel moléculaire d'un trou noir SAdS thermiquement stable est proposé pour la première fois. En outre, sur la base de la description du potentiel moléculaire proposée, la thermo-correction à l'équation d'état pour les trous noirs SAdS thermiquement stables est calculée, et la rationalité du terme de correction est analysée.
"Nous proposons une nouvelle tentative d'exploration des constituants des trous noirs selon le type d'interaction, " les chercheurs ont expliqué, "et cette méthode peut également être considérée comme une nouvelle tentative d'étendre la thermodynamique des trous noirs."
La proposition de "potentiel moléculaire" dans cette recherche est de nouveauté et d'importance. D'un côté, il enrichit le contenu de la recherche et la profondeur de la thermodynamique des trous noirs, et d'autre part, il offre une nouvelle perspective et une nouvelle méthode pour explorer la microstructure des trous noirs.
