Palestrante
Descrição
Do ponto de vista da Teoria da Relatividade Geral (TRG), o movimento de um corpo na presença de um campo gravitacional legítimo advém então da curvatura do espaço-tempo (isto é, da curvatura de uma variedade de Lorentz, $(M,g)$, quadri-dimensional, onde $M$ é a variedade diferenciável e $g$ é o tensor métrico que define uma geometria nesta variedade). As equações dinâmicas que definem o movimento de um corpo na presença de um campo gravitacional (isto é, em um espaço-tempo curvo) gerado por uma distribuição de matéria e energia, são dadas então pelas Equações de Einstein. As soluções das Equações de Einstein são então expressas pelo tensor $g$, sendo assim possível então definir geometrias convenientes e então procurar qual seriam as distribuições de matéria e energia que poderiam causar tal geometria no espaço-tempo. O presente projeto estudou algumas soluções da Equações de Einstein: as soluções que Schwarzschild, Kerr, Reissner-Nordström e Kerr-Newman (1), e duas outras soluções -ditas exóticas- chamadas de Wormhole (2) e Warpdrive. (3) As soluções de Schwarzschild, Kerr, Reissner-Nordström e Kerr-Newman definem então, respectivamente, um espaço-tempo que modela corpos esféricos sem carga e sem rotação, um espaço-tempo que modela corpos com simetria axial, com rotação e sem carga,um espaço-tempo que modela corpos esféricos, sem rotação e com cargas elétrica e magnética e, por fim, um espaço-tempo que modela corpos com simetria axial,com rotação e com cargas elétrica e magnética. Sob alguns limites dentro das soluções, tais geometrias levam ao conceito de Buraco Negro. Sobre a física de buracos negros o presente trabalho estudou então o movimento de geodésicas (trajetórias) de partículas massivas e não massivas nos espaços-tempos citados acima, bem como a estrutura causal (isto é, as propriedades globais do espaço-tempo) de cada um deles. Com respeito às soluções exóticas, a solução (ou classe de soluções) de um “Wormhole” permite uma noção de “ponte” entre duas regiões muito afastadas distintas de um espaço-tempo. Já a solução do “Warpdrive” infere uma geometria que infere uma noção de “viagem super-luminal”. O mérito de tais soluções, do ponto de vista do presente projeto, reside então no estudo das chamadas condições de energia. Tais condições, basicamente, são impostas às Equações de Einstein, para definir a viabilidade física de um espaço-tempo; tais condições então dizem respeito ao tipo de distribuição de energia e matéria que são razoáveis fisicamente. As soluções de “Wormhole” e “Warpdrive” em geral levam a condições de energia fisicamente não aceitáveis.
Referências
1 FROLOV, V. P.; ZELNIKOV, A. Introduction to black hole Physics. 2nd ed. New York: Oxford University Press, 2017.
2 MORRIS, M. S.; THORNE, K. S. Wormholes in spacetime and their use for interstellar travel: a tool for teaching general relativIty. American Journal of Physics, v. 56, n. 5, p. 395-412, May 1988.
3 ALCUBIERRE, M. The warp drive: hyper-fast travel within general relativity. Classical and Quantum Gravity, v. 11, n. 5, p. L73-L77, 1994.
| Subárea | Astronomia, Astrofísica e Cosmologia |
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