Buracos negros em RG e gravidade modificada

Abstract

Buracos negros (BN) são regiões do espaço onde a gravidade é tão intensa das quais nada consegue escapar, nem mesmo a luz. Eles se formam, geralmente, a partir do colapso de estrelas muito massivas, que ao esgotarem seu combustível nuclear, acabam comprimidas formando o horizonte de eventos que esconde a singularidade. Esse colapso é parte do processo de morte estelar; a estrela implode sob a própria gravidade ou, conforme Einstein, sob a curvatura do espaço-tempo. O objetivo inicial deste trabalho foi estudar aspectos relacionados a geometria do espaço-tempo associada ao BN e suas variáveis termodinâmicas. O objetivo subsequente foi entender as expressões para: (i) a temperatura, ligada à superfície de gravidade; (ii) a entropia, relacionada à área do horizonte de eventos; e, (iii) a evaporação (transição de fase) do BN. Nosso trabalho teórico envolveu a análise sistemática do artigo [1]. Durante o trabalho, abordamos: (1) Estudo da gravitação nos séculos XIX e XX, do espaço-tempo na Relatividade Geral (RG) e da previsão dos buracos negros; (2) Dedução da métrica de Minkowski, com caracterização de intervalos, cones de luz e causalidade; (3) Análise qualitativa das equações de Einstein da RG; (4) Caracterização da métrica de Schwarzschild, com cones de luz e geodésicas via mecânica Lagrangiana; (5) Estudo da métrica de Kerr-Newman, incluindo singularidades, ergosfera, gravidade super cial e área; (6) Análise do impacto da hipótese de c e G variáveis sobre a física de BN. Estudamos quantitativamente: (A) Estrutura causal do BN de Schwarzschild; (B) Propriedades da métrica de Kerr-Newman; (C) Leis da termodinâmica de BN (zero, primeira e segunda); (D) Aplicação da radiação Hawking na evaporação de BN; (E) Construção das equações de BN perturbadas pela presença de acoplamentos físicos co-variáveis, a saber: velocidade da luz e constante gravitacional [2].