Fonte escalar acoplada ao campo de Klein-Gordon orbitando um objeto estelar

Neste trabalho determinamos, utilizando Teoria Quântica de Campos em nível de árvore, a radiação escalar emitida por uma fonte em movimento circular uniforme no espaço-tempo plano de Minkowski, assumindo Gravitação Newtoniana, e no espaço-tempo curvo de um buraco negro sem carga e com momento angular nulo, assumindo Relatividade Geral. Efetuamos este cálculo analiticamente para o caso de Minkowski e numericamente no âmbito do espaço-tempo de Schwarzschild, sendo que neste espaço-tempo curvo obtivemos a forma analítica e a normalização dos modos nas regiões assintóticas. Verificamos que, para as órbitas circulares estáveis de acordo com a Relatividade Geral, a potência irradiada no caso de um buraco negro de Schwarzschild é menor do que a obtida no espaço-tempo de Minkowski assumindo a Gravitação Newtoniana. Obtemos também que apenas uma pequena parcela da radiação emitida é absorvida pelo buraco negro. Verificamos que a diferença entre as potências irradiadas em Schwarzschild e Minkowski diminui na medida em que aumentamos o valor da massa do campo. Em Schwarzschild, uma parcela cada vez maior da radiação emitida é absorvida pelo buraco negro na medida em que aumentamos o valor da massa do campo.

ABSTRACT: In this work we determine, using Quantum Field Theory in tree level, the scalar radiation emitted by a source in uniform circular motion in Minkowski spacetime, assuming Newtonian gravitation, and in the curved spacetime of a chargeless black hole with null angular momentum, assuming General Relativity. We perform this calculation analitically for the case of Minkowski spacetime and numerically for Schwarzschild spacetime. In the black hole case we obtain the analytic form and the normalization of the modes in the asymptotic regions. We verify, for stable circular orbits acording to general relativity, that the emitted power in Schwarzschild spacetime is lower than the one obtained in Minkowski spacetime assuming Newtonian gravitation. We obtain that only a little amount of the emitted radiation is absorbed by black hole. We also verify that the difference between the emitted powers in Schwarzschild and Minkowski cases decreases if the mass of ¯eld is increased. In Schwarzschild spacetime, the amount of radiation absorbed by the black hole increases for higher values of the mass of the scalar field.