A imagem de um buraco negro: um estudo das geodésicas tipo-luz no espaço-tempo de Schwarzschild

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorMendes, Raissa Fernandes Pessoa-
Autor(es): dc.contributorPereira Junior, Antônio Duarte-
Autor(es): dc.contributorGraef, Leila Lobato-
Autor(es): dc.creatorNunes, Isabella Ramos de Souza-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-07-11T17:24:23Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-07-11T17:24:23Z-
Data de envio: dc.date.issued2021-06-22-
Data de envio: dc.date.issued2021-06-22-
Data de envio: dc.date.issued2020-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://app.uff.br/riuff/handle/1/22383-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/749607-
Descrição: dc.descriptionBuraco negros são, possivelmente, os objetos mais extraordinários e intrigantes do universo. No cenário da relatividade geral, pode-se abordar o estudo desses corpos de diversas maneiras, sendo uma das mais acessíveis e extremante eficiente baseada na métrica de Schwarzschild. Analisando um buraco negro estático e esfericamente simétrico, é possível usar tal ferramenta para descrever a influência desse corpo sobre o espaço-tempo ao seu redor. A partir da relação entre a deformação pela gravidade e o comportamento de partículas sujeitas ao campo gravitacional, é possível estudar a trajetória de fótons emitidos de um disco de acreção até um observador assintótico. Esta monografia é dedicada ao estudo dessas trajetórias, conhecidas como geodésicas tipo-luz, a fim de entender os passos necessários para a construção da imagem e da sombra esperadas de um buraco negro. Primeiro, fundamentam-se os conceitos da relatividade geral, visando a construção e estudo da métrica de Schwarzschild. Em seguida, é feita uma análise acerca da descrição matemática das geodésicas e de como obtê-las computacionalmente com auxílio da linguagem de programação Python. Gráficos dessas ´orbitas permitem entender o caminho de um fóton do disco de acreção ao observador. A partir disso, passamos ao estudo acerca das curvas isorradiais e suas projeções na placa detectora. Essas projeções geram um esboço da sombra de um buraco negro de Schwarzschild. Embora seja um sistema idealizado, os resultados são satisfatórios se comparados a um buraco negro com rotação, desde que com baixo valor de momento angular-
Descrição: dc.descriptionBlack holes are possibly the most extraordinary and intriguing objects in the universe. In the context of general relativity, these bodies can be studied in several ways, one of the most accessible and extremely efficient being based on the Schwarzschild metric. Analyzing a static, spherically symmetric black hole, it is possible to use such a tool to describe the influence of a massive body on the space-time around it. Thus, the relationship between deformation by gravity and the behavior of particles subject to the gravitational field allows the study of the path taken by photons emitted from an accretion disk to an asymptotic observer. This monograph is dedicated to the study of these trajectories, known as null geodesics, in order to understand the necessary steps to build the image and shadow of a black hole. First, general relativity concepts are presented, in order to construct and study the Schwarzschild metric. Then, the mathematical properties of geodesics are analysed, and they are generated computationally with the aid of the Python scripting language. Plotting these orbits allows us to understand the path of a photon from the accretion disk to the observer. Next, we begin the study on the isoradial curves and their projections onto the detector plate. These projections generate an outline of the shadow of a Schwarzschild black hole. Although we focus on an idealized system, the results are satisfactory compared to a rotating black hole with a low angular momentum-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Direitos: dc.rightsOpen Access-
Direitos: dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectBuraco negro-
Palavras-chave: dc.subjectGeodésica-
Palavras-chave: dc.subjectEspaço-tempo-
Palavras-chave: dc.subjectBuraco Negro-
Palavras-chave: dc.subjectGeodésica-
Palavras-chave: dc.subjectEspaço-tempo-
Palavras-chave: dc.subjectBlack Hole-
Palavras-chave: dc.subjectGeodesic-
Palavras-chave: dc.subjectSpacetime-
Título: dc.titleA imagem de um buraco negro: um estudo das geodésicas tipo-luz no espaço-tempo de Schwarzschild-
Tipo de arquivo: dc.typeTrabalho de conclusão de curso-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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