Sinds de eerste detectie van zwaartekrachtsgolven door LIGO en VIRGO, zwarte gaten hebben wijdverbreide discussie en belangstelling gewekt. Voor wetenschappers, zwarte gaten spelen een unieke rol in het verbinden van de kwantummechanica en de algemene relativiteitstheorie. De microscopische structuur van zwarte gaten is altijd een groot probleem geweest voor wetenschappers. Een recente studie onthult het microscopische mysterie van zwarte gaten vanuit het oogpunt van thermodynamica.

De krant, getiteld "Interactiepotentiaal en thermocorrectie voor de toestandsvergelijking voor thermisch stabiele Schwarzschild anti-de Sitter zwarte gaten, " werd gepubliceerd in Wetenschap China Natuurkunde, Mechanica en astronomie . Het onderzoek werd voltooid door professor Yan-Gang Miao en zijn Ph.D. student Zhen-Ming Xu, School voor natuurkunde, Nankai-universiteit.

Onderzoekers zijn zeer geïnteresseerd in het bestuderen van zwarte gaten vanuit het perspectief van de thermodynamica. Een groot aantal studies heeft aangetoond dat zwarte gaten temperatuur en entropie hebben, en kan onder bepaalde omstandigheden ook faseovergangen ondergaan. Daarom, het is een urgent onderzoeksprobleem geworden om de microstructuur van zwarte gaten te onderzoeken.

In het beginstadium, snaartheorie en fuzzballtheorie waren de meest gunstige kandidaten voor de verkenning van de microscopische structuur van zwarte gaten, waarbij de relevante berekeningen afhankelijk zijn van supersymmetrische en extreme configuraties of van andere speculaties. Recenter, het microscopische mechanisme van zwarte gaten is onderzocht vanuit het oogpunt van de thermodynamica. De ruimtetijd-atoombenadering geeft een mogelijke microscopische beschrijving van de zwaartekracht door middel van een holografische equipartitiewet. Bovendien, De thermodynamische geometrie van Ruppeiner behandelt de macroscopische eigenschappen van zwarte gaten als thermodynamische systemen door extrapolatie van de concepten van de hypothese van zwarte gatenmoleculen (Fig. 1) en de relevante getalsdichtheid.

In dit onderzoek, De thermodynamische geometriemethode van Ruppeiner wordt gebruikt om het microscopisch gedrag van een thermisch stabiel SAdS zwart gat te bestuderen (Fig. 2). Er wordt een natuurlijke verklaring gegeven voor het microscopische gedrag van het zwarte gat. "We zien dat voor het thermodynamisch stabiele SAdS zwarte gat, een aantrekkelijke interactie domineert tussen zwart-gat moleculen, ’ schrijven de onderzoekers in het artikel.

Tegelijkertijd, het moleculaire potentieel van een thermisch stabiel SAdS zwart gat wordt voor het eerst voorgesteld. In aanvulling, op basis van de voorgestelde moleculaire potentiaalbeschrijving, de thermocorrectie op de toestandsvergelijking voor thermisch stabiele SAdS zwarte gaten wordt berekend, en de rationaliteit van de correctieterm wordt geanalyseerd.

"We stellen een nieuwe poging voor om bestanddelen van zwarte gaten te onderzoeken op basis van het type interactie, " legden de onderzoekers uit, "en deze methode kan ook worden beschouwd als een nieuwe poging om de thermodynamica van zwarte gaten uit te breiden."

Het voorstel van "moleculair potentieel" in dit onderzoek is nieuw en belangrijk. Aan de ene kant, het verrijkt de onderzoeksinhoud en diepte van de thermodynamica van zwarte gaten, en aan de andere kant, het biedt een nieuw perspectief en een nieuwe methode om de microstructuur van zwarte gaten te onderzoeken.