15–19 Sept 2025
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
America/Sao_Paulo timezone

Estudo Sobre a Estrutura Geodésica de um Buraco Negro Regular

Not scheduled
20m
Auditório Fernando de Mendonça (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE))

Auditório Fernando de Mendonça

Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)

Av. dos Astronautas, 1758 - Jardim da Granja, São José dos Campos - SP, CEP: 12227-010, Brasil.

Speaker

Mr José Carlos Martins (UFPI)

Description

Ao realizar um estudo aprofundado da estrutura geodésica de buracos negros regulares, com ênfase no modelo de Sean A. Hayward e na análise geodésica detalhada desenvolvida por Abbas & Sabiullah (2014), constata-se que Hayward propõe uma métrica esfericamente simétrica e estática

$ ds^2 = -F(r)\,dt^2 + \frac{dr^2}{F(r)} + r^2 d\Omega^2, \quad F(r) = 1 - \frac{2mr^2}{r^3 + 2l^2 m}, $

na qual $m$ denota a massa total e $l$ regula a densidade central, assegurando que, para, $r \to \infty, F(r) \to 1 - \frac{2m}{r}$ (Schwarzschild) e, para $r \to 0, F(r) \to 1 - \frac{r^2}{\ell^2} $ , (De Sitter). Essa escolha impede a formação de singularidade: todos os escalares de curvatura; o escalar de Ricci; o invariante de Kretschmann; e $R_{\mu\nu} R^{\mu\nu} $ permanecem finitos, caracterizando um núcleo regular.

Na fase dinâmica, consideram-se regiões semelhantes às de Vaidya para modelar formação e evaporação via radiação de Hawking. Durante o colapso, um influxo de energia positiva gera dois horizontes locais (interno e externo), enquanto a fase de evaporação, balanceada por energia negativa no interior e positiva no exterior, faz com que esses horizontes se reconectem, restaurando um espaço‑tempo plano sem singularidade nem horizonte global definitivo.

A análise geodésica, seguindo Abbas & Sabiullah, baseia-se nas equações de Euler–Lagrange e nas constantes de movimento ligadas aos vetores de Killing $\partial_t$ e $ \partial_\phi $. Para movimento radial, obtêm‑se soluções analíticas tanto para geodésicas nulas ($L=0$) quanto temporais ($L=1$), relacionando $r$ a $t$ e ao tempo próprio $\tau$. No caso não radial, define‑se o potencial efetivo

$V_{\mathrm{eff}}(r) = -\frac{1}{2} \left[ E^2 - F(r) \left( \frac{J^2}{r^2} + L \right) \right],$

cuja análise revela mínimos que correspondem a órbitas circulares estáveis e pontos de inversão do movimento. Observa‑se que fótons e partículas massivas podem ser capturados entre os horizontes ou descrevem órbitas ligadas, dependendo dos parâmetros $E$, $J$, $m$ e $l$.

Conclui‑se que o modelo de Hayward, complementado pela detalhada estrutura geodésica de Abbas & Sabiullah, oferece uma proposta teórica consistente e livre de paradoxos associados à singularidade, ao mesmo tempo em que mantém coerência com os preceitos da relatividade geral e propícia cenários de órbitas e lentes gravitacionais em regimes de alta curvatura.

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