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https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/43271| Title: | Termodinâmica do buraco negro regular. |
| Other Titles: | Regular black hole thermodynamics. |
| ???metadata.dc.creator???: | SILVA, José Rodrigues da. |
| ???metadata.dc.contributor.advisor1???: | ANACLETO, Marcos Antônio. |
| ???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: | SILVA, Jean Paulo Spinelly da. |
| ???metadata.dc.contributor.referee1???: | CAMPOS, José André Vieira. |
| ???metadata.dc.contributor.referee2???: | ALVES JÚNIOR, Artur Pinheiro. |
| Keywords: | Buraco negro – termodinâmica;Buraco negro regular;Métrica de Bardeen;Métrica de Nozari-Mehdipour;Black hole – thermodynamics;Regular black hole;Bardeen metric;Nozari–Mehdipour metric |
| Issue Date: | 14-May-2025 |
| Publisher: | Universidade Federal de Campina Grande |
| Citation: | SILVA, José Rodrigues da. Termodinâmica do buraco negro regular. 2025. 53 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Programa de Pós-Graduação em Física, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2025. |
| ???metadata.dc.description.resumo???: | A presente dissertação consiste na relação entre buracos negros e a termodinâmica, destacando a importância de compreender as propriedades físicas desses objetos astrofísicos. Iniciamos os estudos com uma pequena revisão sobre as equações de campo de Einstein que fornecem soluções que descrevem diversos objetos astrofísicos e a evolução do Universo de forma abrangente no campo da Cosmologia. No entanto, algumas dessas soluções com simetria esférica, quando consideradas no vácuo, deixam de ser aplicáveis para r = 0 devido às singularidades presentes. Nesse cenário, James Bardeen foi um dos primeiros a propor ajustes na métrica para contornar essa incompatibilidade, o que levou ao surgimento dos chamados Buracos Negros Regulares. Na seção dedicada aos buracos negros regulares, são discutidas soluções que evitam a singularidade central típica dos buracos negros de Schwarzschild. Essas soluções apresentam uma região de estabilidade térmica, o que indica diferenças fundamentais em suas propriedades termodinâmicas. Apresentamos nesta seção também as métricas regulares, a métrica de Nozari-Mehdpour e a métrica de Bardeen a qual as duas substitui a massa M, por uma função m(r), com intuito de eleminar a singularidade central presente no buraco negro singular. A partir destas novas métricas obtemos um novo horizonte de eventos e uma nova função para cada métrica, assim, estudamos seus comportamentos . Em seguida apresentamos as leis da termodinâmica de buracos negros e fazendo um paralelo com as leis da termodinâmica clássica. Remontando aos estudos de Bekenstein na década de 1970, que introduziram a ideia de que buracos negros possuem entropia. Essa entropia está relacionada à informação perdida sobre o que se encontra dentro do buraco negro, sendo acessível apenas a um observador externo. A proposta de que a entropia de um buraco negro está ligada à área do seu horizonte de eventos, que nunca diminui, é um ponto central da discussão. Por fim, analizamos o comportamento das propriedades termodinâmicas regulares como a tempertatura, entropia e a capacidade térmica associadas aos modelos de buracos negros previstos. |
| Abstract: | This dissertation focuses on the relationship between black holes and thermodynamics, highlighting the importance of understanding the physical properties of these astrophysical objects. We begin our study with a brief review of Einstein’s field equations, which provide solutions describing various astrophysical objects and the overall evolution of the Universe within the field of Cosmology. However, some of these solutions with spherical symmetry, when considered in a vacuum, become inapplicable at r = 0 due to the presence of singularities. In this context, James Bardeen was one of the first to propose adjustments to the metric to overcome this incompatibility, leading to the emergence of the so-called Regular Black Holes. In the section dedicated to regular black holes, we discuss solutions that avoid the central singularity typical of Schwarzschild black holes. These solutions exhibit a region of thermal stability, indicating fundamental differences in their thermodynamic properties. This section also presents the regular metrics, including the Nozari-Mehdpour metric and the Bardeen metric, where in both cases the mass M is replaced by a function of r in order to eliminate the central singularity present in singular black holes. From these new metrics, we derive new event horizons and new characteristic functions for each metric, allowing us to study their behavior. Next, we present the laws of black hole thermodynamics and draw a parallel with the laws of classical thermodynamics. We revisit the studies of Bekenstein from the 1970s, which introduced the idea that black holes possess entropy. This entropy is related to the loss of information about what lies inside the black hole, being accessible only to an external observer. The proposal that the entropy of a black hole is linked to the area of its event horizon, which never decreases, is a central point of this discussion. Finally, we analyze the behavior of the regular thermodynamic properties, such as temperature, entropy, and heat capacity, associated with the predicted black hole. |
| Keywords: | Buraco negro – termodinâmica Buraco negro regular Métrica de Bardeen Métrica de Nozari-Mehdipour Black hole – thermodynamics Regular black hole Bardeen metric Nozari–Mehdipour metric |
| ???metadata.dc.subject.cnpq???: | Física. |
| URI: | https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/43271 |
| Appears in Collections: | Mestrado em Física. |
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| JOSÉ RODRIGUES DA SILVA - DISSERTACÃO (PPGF) 2025.pdf | 1.98 MB | Adobe PDF | View/Open |
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