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# Física# Relatividade Geral e Cosmologia Quântica

Uma Visão Geral dos Buracos Negros Carrollianos

Examinando as características únicas dos buracos negros carrolianos e suas implicações.

Poula Tadros, Ivan Kolář

― 6 min ler


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No estudo sobre buracos negros, os pesquisadores têm analisado vários tipos e suas propriedades. Uma área bem interessante é chamada de buracos negros Carrollianos. Esses buracos negros estão ligados a conceitos avançados na física, como gravidade e espaço-tempo. Neste artigo, vamos falar sobre o básico dos buracos negros Carrollianos, suas características únicas e como eles se comparam aos buracos negros tradicionais.

O Que São Buracos Negros Carrollianos?

Buracos negros Carrollianos vêm de um tipo especial de espaço-tempo. Para entender isso, a gente primeiro precisa olhar para os limites da nossa compreensão usual sobre buracos negros. Buracos negros tradicionais, como o Buraco Negro de Schwarzschild, surgem da relatividade geral, que é a teoria que explica como a gravidade funciona no nosso universo. No entanto, existem diferentes modelos e teorias que modificam ou expandem esse entendimento.

Buracos negros Carrollianos aparecem quando consideramos um cenário onde a velocidade da luz é efetivamente zero. Essa situação única dá origem a uma nova forma de entender a gravidade. A física Carrolliana, que é diferente da física padrão do nosso universo, leva a descobertas empolgantes sobre a natureza dos buracos negros.

O Buraco Negro de Schwarzschild

Para entender os buracos negros Carrollianos, é essencial conhecer o buraco negro de Schwarzschild. Esse buraco negro é o tipo mais simples e famoso, caracterizado por uma forma esfericamente simétrica. Ele tem uma massa específica e não tem carga ou momento angular.

As propriedades de um buraco negro de Schwarzschild são cruciais para entender objetos mais complexos no espaço. Por exemplo, ao estudar como objetos se movem perto de um buraco negro de Schwarzschild, fica evidente que sua gravidade puxa as coisas de um jeito particular.

Modificações de Derivadas Superiores

Além do buraco negro de Schwarzschild padrão, há modificações que adicionam complexidade. Essas modificações envolvem diferentes termos nas equações que descrevem a gravidade. Elas são chamadas de modificações de derivadas superiores.

Uma teoria significativa de derivadas superiores é conhecida como gravidade quadrática. Essa teoria introduz termos extras nas equações de movimento, que podem mudar significativamente o comportamento dos buracos negros. Quando aplicada ao buraco negro de Schwarzschild, essas modificações podem resultar em novos tipos de buracos negros, incluindo o buraco negro Schwarzschild-Bach.

O Limite Carrolliano

Quando examinamos os buracos negros Carrollianos, tomamos o limite Carrolliano da relatividade geral. Esse limite simplifica as equações de movimento, levando a um tipo diferente de geometria do que os buracos negros tradicionais são baseados.

Nesse contexto, podemos ver como as partículas se comportam quando se movem perto desses buracos negros. Por exemplo, em um cenário Schwarzschild-(A)dS, descobrimos que partículas se movendo em certos caminhos irão dar voltas ao redor do buraco negro várias vezes antes de finalmente escapar. Esse comportamento de dar voltas depende de vários fatores, como a posição inicial da partícula e as características do próprio buraco negro.

Geodésicas e Movimento de Partículas

Geodésicas se referem aos caminhos que as partículas seguem ao se moverem pelo espaço-tempo. No caso dos buracos negros Carrollianos, as geodésicas são afetadas pelas propriedades únicas do campo gravitacional ao redor desses objetos.

Por exemplo, quando uma partícula se aproxima de um buraco negro de Schwarzschild Carrolliano, sua trajetória pode dar voltas ao redor do buraco negro várias vezes. O número de voltas depende da direção inicial e da velocidade da partícula. No caso do buraco negro Schwarzschild-Bach, as partículas podem dar voltas infinitas vezes, significando que nunca escapam da atração do buraco negro.

Termodinâmica dos Buracos Negros Carrollianos

Quando se trata de termodinâmica, buracos negros são fascinantes porque podem ser tratados como sistemas termodinâmicos. Para buracos negros tradicionais, propriedades como temperatura e entropia podem ser definidas. Entropia é uma medida da quantidade de informação que um sistema pode armazenar.

Para buracos negros Carrollianos, a situação é diferente. À medida que a temperatura se aproxima de zero, a entropia desses buracos negros diverge, o que significa que se torna infinitamente grande. Esse resultado indica que há inúmeras maneiras de configurar um buraco negro Carrolliano, tantas que é impossível contar todas.

Comparando Buracos Negros Carrollianos e Tradicionais

Uma diferença significativa entre buracos negros Carrollianos e tradicionais é como eles interagem com partículas próximas. Em um buraco negro Schwarzschild padrão, partículas que se aproximam demais serão puxadas permanentemente. Em contraste, buracos negros Carrollianos permitem que certas partículas dêem voltas ao redor deles indefinidamente sem cair.

Assim, vemos que, enquanto ambos os tipos de buracos negros compartilham algumas semelhanças, eles têm características únicas que os diferenciam. O estudo dessas diferenças ajuda os físicos a entender melhor o universo e a natureza da gravidade.

Implicações e Pesquisas Futuras

A pesquisa sobre buracos negros Carrollianos abre portas para muitas áreas potenciais de estudo. Por exemplo, explorar como esses buracos negros se relacionam com buracos negros rotativos e carregados pode trazer novas ideias sobre seu comportamento.

Além disso, pesquisadores podem investigar como energia pode ser extraída desses buracos negros, seguindo algumas das técnicas usadas no estudo de buracos negros tradicionais. A classificação dos buracos negros Carrollianos também pode evoluir à medida que mais informações forem coletadas, proporcionando uma visão mais abrangente da física dos buracos negros.

Conclusão

Buracos negros Carrollianos oferecem uma nova perspectiva sobre a natureza da gravidade, espaço-tempo e buracos negros. Ao examinar as propriedades únicas desses buracos negros em comparação com os tradicionais, podemos expandir nosso conhecimento sobre o universo. O estudo desses objetos intrigantes promete novas descobertas e avanços na física teórica, convidando a mais exploração e compreensão do papel da gravidade na formação da nossa realidade.

À medida que os pesquisadores continuam a se aprofundar nesse campo, sem dúvida, vamos descobrir mais sobre o fascinante mundo dos buracos negros Carrollianos e as implicações que eles têm para a nossa compreensão do cosmos.

Fonte original

Título: Carroll black holes in (A)dS and their higher-derivative modifications

Resumo: We define the Carrollian black holes corresponding to the limit of Schwarzschild-(A)dS spacetime and its higher-derivative counterpart known as Schwarzschild-Bach-(A)dS spacetime, which is also a static spherically symmetric vacuum solution of quadratic gravity. By analyzing motion of massive particles in these geometries, we found that: In the case of Schwarzschild-(A)dS, a (nearly) tangential particle from infinity will wind around the extremal surface with a finite number of windings depending on the impact parameter and the cosmological constant. In Schwarzschild-Bach-(A)dS, a particle passing close enough to the extremal surface will have an infinite number of windings; hence, it will not escape to asymptotic infinity as in Schwarzschild-(A)dS. We also calculate the thermodynamical quantities for such black holes and argue that it is analogous to an incompressible thermodynamical system with divergent entropy when the temperature goes to zero (in the strict Carroll limit). We then define a divergent specific heat that can be positive, negative, or zero.

Autores: Poula Tadros, Ivan Kolář

Última atualização: 2024-08-13 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2408.01836

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2408.01836

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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