Universos D-dimensionais e soluções de cordas negras

• Main Author: Rodrigo Dal Bosco Fontana
• Other Authors: Elcio Abdalla
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2006
• Subjects: Relatividade (física); Relativity (physics)
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-08112013-103203/

Durante os últimos 90 anos temos visto o grande esplendor que a teoria da relatividade geral de Einstein alcançou em suas diversas previsões. Esta dissertação é um estudo a respeito desta teoria e suas extrapolações. Falaremos de início acerca da primeira solução das equações de Einstein para buracos negros obtida por Karl Schwarzschild em 1916: o buraco negro esfericamente simétrico e sem carga. Trataremos das possíveis órbitas neste tipo de solução bem como de perturbações gravitacionais e escalares. Ainda utilizando a solução de Schwarzschild, adentraremos os tópicos desenvolvidos recentemente em um tratamento semi-clássico da relatividade: a termodinâmica dos buracos negros. Posteriormente estudaremos as novas teorias com base na relatividade geral, que resolvem o problema da hierarquia buscando por dimensões extras em nosso Universo. Em tal contexto analisamos por exemplo como se comportam os buracos negros nestes Universos com mais do que 4 dimensões. Porém, estudamos perturbações gravitacionais em uma corda negra chegando a averiguar a presença de uma instabilidade para modos com comprimento de onda maiores do que o horizonte da corda (em uma aproximação linear), e demonstramos que em uma das possíveis soluções do problema da Hierarquia (Universos de Randall Sundrum) não existem atalhos gravitacionais mesmo para branas não planas (extrapolação dos Universos de Randall-Sundrum). === Over the last 90 years Einstein`s Theory of General Relativity has had a tremendous success in all its predictions. This dissertation is concerned with the study of this theory and its extrapolations. We begin with the first solution of the Einstein equations for black holes obtained by Karl Schwarzschild at 1916: the spherically symmetric black hole without charge, obtaining the orbits and the scalar and gravitational perturbations around the metric. We also consider the recent developments in black hole thermodynamics via a semiclassical approach to the theory. Subsequently, we study the new theories based on general relativity extrapolations, which solve the hierarchy problem proposing extra dimensions in our Universe. In this context we analyze for example the behavior of black holes in Universes with more than 4 dimensions. Finally, we study the gravitational perturbations in a black string showing the presence of unstable modes with wave length bigger than the black string horizon. We also show that in one of the possible Universes which solve the hierarchy problem there are no gravitational shortcuts even for non-at branes (an extrapolation of Randall-Sundrum Universes).