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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.43.2010.tde-16092010-102755
Documento
Autor
Nome completo
Daniel Carrasco Guariento
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2010
Orientador
Banca examinadora
Horvath, Jorge Ernesto (Presidente)
Chirenti, Cecilia Bertoni Martha Hadler
Jorás, Sergio Eduardo de Carvalho Eyer
Saa, Alberto Vazquez
Teotonio Sobrinho, Paulo
Título em português
Evolução de Buracos Negros Primordiais no Universo
Palavras-chave em português
Buracos Negros
Cosmologia
Relatividade (Física)
Termodinâmica
Resumo em português
O objetivo principal deste trabalho é estudar a interação dos buracos negros primordiais com as principais espécies físicas exóticas de matéria e energia que foram teorizadas para explicar as observações cosmológicas da última década. A interação com diferentes formas de energia escura a partir de campos escalares, como a energia phantom, e modelos de quartessência, como o gás de Chaplygin, associada a modelos já existentes de interação com espécies físicas mais bem conhecidas, fornece resultados importantes e sugere comportamentos inesperados na trajetória dos buracos negros primordiais desde a sua formação até os dias de hoje. Nossa análise abrange os aspectos dinâmicos e termodinâmicos da acreção e evaporação de buracos negros, explorando os limites de validade da teoria e estudando o comportamento sob as condições extremas que resultam desses novos modelos de matéria e energia. Finalmente, o estudo prossegue na direção de um modelo de evolução a partir diretamente das equações de campo, em um espaço-tempo totalmente dinâmico em que buscamos paralelos com as descrições provenientes das hipóteses simplificadoras sobre que nos baseamos durante os estágios anteriores. Os resultados permitem fazermos uma descrição unificada da evolução dos buracos negros, em que as relações entre todas as componentes são transparentes e suas contribuições individuais são facilmente identificadas. Associando-os à descrição termodinâmica, é possível traçar um quadro completo e abrangente do problema, capaz de acomodar novos modelos e prover uma compreensão profunda da interação dos buracos negros com o meio cosmológico.
Título em inglês
Evolution of Primordial Black Holes in the Universe
Palavras-chave em inglês
Black Holes
Cosmology
General Relativity
Thermodynamics
Resumo em inglês
We study the interaction between primordial black holes and the exotic dark matter and dark energy components which have been modeled to explain cosmological observations within the last decade. The interaction with different forms of scalar field dark energy, such as phantom energy, and quartessence models as the Chaplygin gas, together with the well-known interaction with the ordinary forms of matter and energy, provides important results and suggests unexpected behaviors on primordial black holes since their formation until the present time. Our analysis encompasses dynamical and thermodynamical aspects of black hole accretion and evaporation exploring the theory validity ranges and studying its behavior under the extreme conditions which arise from these new dark fluid models. Finally, our study progresses towards an evolution model based solely on the field equations, within a fully dynamical space-time in which we seek parallel descriptions with previous models, which use simplifying hypotheses. Our results provide a unified description of black hole evolution, in which the role of all components and their relation to each other are clear and easily identifiable. Along with the thermodynamical description, it is possible to make a comprehensive picture of the problem, capable of accommodating new models and furnish a deep understanding of black hole interaction with the cosmological environment.
 
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Este trabalho é somente para uso privado de atividades de pesquisa e ensino. Não é autorizada sua reprodução para quaisquer fins lucrativos. Esta reserva de direitos abrange a todos os dados do documento bem como seu conteúdo. Na utilização ou citação de partes do documento é obrigatório mencionar nome da pessoa autora do trabalho.
tese.pdf (895.97 Kbytes)
Data de Publicação
2010-10-13
 
AVISO: O material descrito abaixo refere-se a trabalhos decorrentes desta tese ou dissertação. O conteúdo desses trabalhos é de inteira responsabilidade do autor da tese ou dissertação.
  • GUARIENTO, D. C., and HORVATH, J. E.. ACCRETION MECHANISMS ONTO PRIMORDIAL BLACK HOLES [doi:10.1142/S0218271810017433]. International Journal of Modern Physics D [online], 2010, vol. 19, n. 8, p. 1249.
  • GUARIENTO, Daniel C., et al. Evolution of primordial black holes in a radiation and phantom energy environment [doi:10.1007/s10714-007-0562-8]. General Relativity and Gravitation [online], 2008, vol. 40, n. 8, p. 1593-1602.
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  • GUARIENTO, DANIEL C., and HORVATH, J. E.. DARK ENERGY ACCRETION ONTO BLACK HOLES [doi:10.1142/9789814374552_0192]. In The Twelfth Marcel Grossmann Meeting - On Recent Developments in Theoretical and Experimental General Relativity, Astrophysics and Relativistic Field Theories - Proceedings of the MG12 Meeting on General Relativity [online], UNESCO Headquarters, Paris, Fr, 2009. Singapore : World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2012. p. 1283-1285.
  • GUARIENTO, Daniel C., and HORVATH, J.E.. Accretion mechanisms onto primordial black holes. In 5th International School on Field Theory and Gravitation (ISFTG) [online], 5, Cuiabá, 2009. [cited 2011-10-03]. Available from : <http://pos.sissa.it/archive/conferences/081/059/ISFTG_059.pdf>
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