Geanderson A. Carvalho
Departamento de Física e Astronomia,
UNIVAP, SJC, SP, Brasil.
Ronaldo V. Lobato
www.rvlobato.com
Department of Physics and Astronomy,
Texas A&M University - Commerce, Texas, USA.
and
Center for Nonlinear Studies,
Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA.
Um pouco de contexto histórico
Teoria da relatividade geral
1915 - Einstein escreve as equações de campo,
\[\small{G^{\mu\nu} = \frac{8\pi G}{c^4} T^{\mu\nu}.}\]
Einstein pensa que não haverão soluções em recentes anos e usa a teoria com aproximações para descrever a órbita de mercúrio.
Solução de Schwarzschild: Pouco meses depois Schwarzschild no meio da guerra acha uma solução exata, considerando uma simetria esférica. Temos o tensor métrico e singularidades para certos locais: \(r = 2GM/c^2\) e \(r = 0,\)
\[\small{ds^2=\left(1-\frac{2GM}{c^2r}\right)c^2dt^2 - \left(1-\frac{2GM}{c^2r}\right)^{-1}dr^2 - r^2g_{\Omega}.}\]
Colapso estelar
1939 - Oppenheimer e Snyder mostraram que a matéria estelar poderia colapsar além do horizonte de eventos. Assim acham um limite maximo para a equação que descreve a estrutura estelar (TOV) para uma estrela de neutrons.
Representação da distorção do espaço-tempo.
Era de ouro da RG
1963 - Roy Kerr encontra outra solução exata: Buracos negros girantes.
Dois anos depois outra solução (Ezra Newman), BH girantes e com carga.
Classificação dos buracos negros:
| Classe dos BH | Massa aprox. | Raio aprox. |
|---|---|---|
| Supermassivos | \(10^5 - 10^{10}~M_{\odot}\) | \(0.001-400\) AU |
| Intermediários | \(10^3~M_{\odot}\) | \(10^3\) km |
| Stelar | \(10~M_{\odot}\) | \(30\) km |
| Micro BH | até massa da lua | até \(0.1\) mm |
Observações
- Embora os BH e NS tenham se tornado um objeto comum em pesquisa, eram taxados apenas comos teorias curiosas. Isso muda com descoberta do pulsar em 1967 por Jocelyn Bell.
Em 1993 sistema binário de pulsares viria a dar o prêmio nobel para Hulser e Taylor, em outra previsao da RG que seria a emissão de ondas gravitacionais.
- 1964 - Descoberta do Cygnus X-1. Um fonte de raios-X de grande intensidade, foi o primeiro objeto a ser considerado um buraco negro (buraco negro estelar).
Cygnus X-1 tem um raio do horizonte de eventos de cerca de 44 km, mais de \(14~M_{\odot}\), mais de 5 milhões de anos e foi formado por uma estrela \(+40~M_{\odot}\).
Batida do coração de um buraco negro.
12 de outubro de 2020: Espaguetificação.
Credit: ESO/M. Kornmesser.
1970's - Lançado o satélite Uhuru, proposto por R. Giacconi e Herb Gursky. + 300 fontes de raios X são descobertas. Começa a astronomia de altas energias. Giacconi ganhou o nobel em 2002 pela fundação da astronomia de raios X.
Credit: NASA
Monstros no centro das Galáxias:
- 1931 - K. Jansky descobre um sinal de radio vindo do centro da Via Láctea -> Saggitarius A. Descobriu-se em 74 uma fonte compacta no centro.
Credit: NASA
Zoom no coração da Via Láctea.
Credit: ESO/Gravity Consortium/L. Calçada/N. Risinger.
Monstros no centro das Galáxias:
Em outubro de 2002 um time internacional, liderado por R. Genzel (Instituto Max Plack para física extraterrestre) observa por 10 anos o movimento da estrela s2 perto de Sgr. A*.
Monstros no centro das Galáxias:
Usando a cinemática das estrelas e técnicas de imagem, Andrea Ghez estudou a região do centro da galáxia.
2017 - Prêmio nobel: Detecção das ondas gravitacionais.
2019 - Primeira imagem de buraco negro.
Agradecimentos:
Agradecimentos:
- Capes (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior)
- DOE (Department of Energy)
- Ao GPFEF/UEPA