Soluções cosmológicas e locais para uma eletrodinâmica modificada

The present work investigates some consequences that arise from the use of a modifed lagrangean for the eletromagnetic feld in two diferent contexts: a spatially homogeneous and isotropic universe whose dynamics is driven by a magnetic feld plus a cosmological parameter A, and the problem of a static and charged point mass (charged black hole). In the cosmological case, three diferent general solutions were derived. The first, with a null cosmological parameter A, generalizes a particular solution obtained by Novello et al [gr-qc/9806076]. The second one admits a constant A and the third one allows A to be a time-dependent parameter that sustains a constant magnetic feld. The first two solutions are non-singular and exhibit in ationary periods. The third case studied shows an in ationary dynamics except for a short period of time. As for the problem of a charged point mass, the solutions of the Einstein-Maxwell equations are obtained and compared with the standard Reissner-Nordstrom solution. Contrary to what happens in the cosmological case, the physical singularity is not removed

New thought experiment to test the generalized second law of thermodynamics

We propose an extension of the original thought experiment proposed by Geroch, which sparked much of the actual debate and interest on black hole thermodynamics, and show that the generalized second law of thermodynamics is in compliance with it.

Interaction of Hawking radiation with static sources in de Sitter and Schwarzschild-de Sitter spacetimes

We study and look for similarities between the response rates R-dS(a(0),Lambda) and R-SdS(a(0),Lambda,M) of a static scalar source with constant proper acceleration a(0) interacting with a massless, conformally coupled Klein-Gordon field (i) in de Sitter spacetime, in the Euclidean vacuum, which describes a thermal flux of radiation emanating from the de Sitter cosmological horizon and (ii) in Schwarzschild-de Sitter spacetime, in the Gibbons-Hawking vacuum, which describes thermal fluxes of radiation emanating from both the hole and the cosmological horizons, respectively, where Lambda is the cosmological constant and M is the black hole mass. After performing the field quantization in each of the above spacetimes, we obtain the response rates at the tree level in terms of an infinite sum of zero-energy field modes possessing all possible angular momentum quantum numbers. In the case of de Sitter spacetime, this formula is worked out and a closed, analytical form is obtained. In the case of Schwarzschild-de Sitter spacetime such a closed formula could not be obtained, and a numerical analysis is performed. We conclude, in particular, that R-dS(a(0),Lambda) and R-SdS(a(0),Lambda,M) do not coincide in general, but tend to each other when Lambda-->0 or a(0)-->infinity. Our results are also contrasted and shown to agree (in the proper limits) with related ones in the literature.

Conserved currents in gravitational models with quasi-invariant Lagrangians: Application to teleparallel gravity

Conservation laws in gravitational theories with diffeomorphism and local Lorentz symmetry are studied. Main attention is paid to the construction of conserved currents and charges associated with an arbitrary vector field that generates a diffeomorphism on the spacetime. We further generalize previous results for the case of gravitational models described by quasi-invariant Lagrangians, that is, Lagrangians that change by a total derivative under the action of the local Lorentz group. The general formalism is then applied to the teleparallel models, for which the energy and the angular momentum of a Kerr black hole are calculated. The subsequent analysis of the results obtained demonstrates the importance of the choice of the frame.

Sudden change in quantum and classical correlations and the Unruh effect

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Can quantum mechanics fool the cosmic censor?

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Quantization of the Proca field in the Rindler wedge and the interaction of uniformly accelerated currents with massive vector bosons from the Unruh thermal bath

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Challenging the weak cosmic censorship conjecture with charged quantum particles

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Energy and angular momentum of the gravitational field in the teleparallel geometry

The Hamiltonian formulation of the teleparallel equivalent of general relativity is considered. Definitions of energy, momentum and angular momentum of the gravitational field arise from the integral form of the constraint equations of the theory. In particular, the gravitational energy-momentum is given by the integral of scalar densities over a three-dimensional spacelike hypersurface. The definition for the gravitational energy is investigated in the context of the Kerr black hole. In the evaluation of the energy contained within the external event horizon of the Kerr black hole, we obtain a value strikingly close to the irreducible mass of the latter. The gravitational angular momentum is evaluated for the gravitational field of a thin, slowly rotating mass shell. © 2002 The American Physical Society.

Final state and thermodynamics of a dark energy universe

As it follows from the classical analysis, the typical final state of a dark energy universe where a dominant energy condition is violated is a finite-time, sudden future singularity (a big rip). For a number of dark energy universes (including scalar phantom and effective phantom theories as well as specific quintessence models) we demonstrate that quantum effects play the dominant role near a big rip, driving the universe out of a future singularity (or, at least, moderating it). As a consequence, the entropy bounds with quantum corrections become well defined near a big rip. Similarly, black hole mass loss due to phantom accretion is not so dramatic as was expected: masses do not vanish to zero due to the transient character of the phantom evolution stage. Some examples of cosmological evolution for a negative, time-dependent equation of state are also considered with the same conclusions. The application of negative entropy (or negative temperature) occurrence in the phantom thermodynamics is briefly discussed.

Sobre interferência e discos de acreção em espaços curvos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

A segunda lei generalizada da termodinâmica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Informação quântica e relatividade

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Radiação emitida por uma carga elétrica orbitando um buraco negro de Schwarzschild segundo Teoria Quântica de Campos

Desenvolvemos a quantização do campo vetorial não massivo no espaço-tempo de Schwarzschild, e calculamos a potência irradiada por uma carga elétrica em órbita circular em torno de um objeto com massa M em ambos os espaços-tempos. Em Minkowski é encontrada a expressão analítica da potência irradiada utilizando teoria quântica de campos e assumindo gravitação newtoniana. O resultado obtido é equivalente ao resultado clássico, dado que o cálculo é realizado em nível de árvore. Dadas as dificuldades matemáticas encontradas ao se tentar obter soluções expressas em termos de funções especiais conhecidas, em Schwarzschild o problema é abordado de duas formas: solução analítica no limite de baixas freqüências, e resolução numérica. O primeiro caso serviu como cheque de consistência para o método numérico. Em Schwarzschild, o cálculo também é realizado utilizando teoria quântica de campos em nível de árvore, e a expressão da potência é encontrada analiticamente na aproximação de baixas freqüências e através de métodos numérico. Após a comparação dos resultados, concluímos que, para uma mesma velocidade angular de rotação da carga (medida por observadores estatísticos assintóticos), a potência irradiada em Minkowski é maior que a potência irradiada em Schwarzschild.

Seção de choque de absorção de buracos negros de Schwarzschild e de buracos acústicos canônicos

Na presente dissertação calculou-se a seção de choque de absorção de buracos negros de Schwarzschild para os campos escalar não massivo e eletromagnético. Também calculamos a seção de choque de absorção de buracos acústicos canônicos. Utilizamos um método numérico para obter os resultados em freqüências arbitrárias. Obtemos também expressões analíticas para as seções de choque de absorção nos limites de baixas e altas freqüências. Os resultados numéricos estão em excelente concordância com os valores das seções de choque de absorção em baixas e altas freqüências obtidos analiticamente. No limite em que a freqüência tende a zero, a seção de choque de absorção tende ao valor da área do horizonte de eventos tanto para o caso do campo escalar não massivo em Schwarzschild quanto para o buraco acústico canônico. Entretanto, a medida que a freqüência aumenta, estes resultados se tornam bastante distintos. Isto mostra que, apesar de a forma do espaço-tempo não exercer influência sobre a seção de choque escalar no limite em que a freqüência tende a zero, ela é determinante fora desse limite. Observamos também que os valores das seções de choque de absorção escalar e eletromagnética em Schwarzschild coincidem para freqüências e momentos angulares suficientemente grandes. O spin da partícula espalhada, neste caso, apesar de ter grande influência a baixas energias, é menos importante para o valor da seção de choque de absorção quanto maiores forem a freqüência e o momento angular da onda incidente.