• 25/04/24

Palestrante/Speaker: Saulo Carneiro (UFBA)

       Título/Title: Remnant loop quantum black holes

Resumo/Abstract: Polymer models inspired by Loop Quantum Gravity (LQG) have been used to describe non-singular quantum black holes with spherical symmetry, with the classical singularity replaced by a transition from a black hole to a white hole. A recent model, with a single polymerisation parameter, leads to an asymptotically flat exterior metric, with same horizon area as in the classical theory. We can fix the radius of the transition surface by identifying its area with the area gap of LQG, which allows to extend the model to Planck scale black holes. In this talk we will extend this analysis to charged black holes, showing the existence of limiting states with zero surface gravity and Planck scale masses. We will also argue that primordial extremal black holes of Planck masses can be formed by particle scattering at the inflation reheating, with an abundance that allows their interpretation as forming the presently observed dark matter component.

Based on H. A. Borges et al., Class. Quantum Grav. 41 (2024) 05LT01 

• 09/05/24

Palestrante/Speaker: Gonzalo J. Olmo (Universitat de València)

       Título/Title: Death of stars and birth of baby universes beyond GR

Resumo/Abstract: The description of General Relativity is expected to break down in processes of gravitational collapse and in the very early universe, when the energy density is absurdly large and geodesic completeness fails to be satisfied. Extensions of this standard model have been proposed to address that issue, typically finding bouncing cosmological scenarios and regular black holes with de Sitter cores. Though many examples of bouncing cosmologies exist, the dynamical formation of de Sitter cores has not been observed yet. I will present a modified gravity scenario in which the process of collapse of a boson star is analysed using advanced numerical relativity methods. From the outside, the outcome is a typical hairy black hole but from the inside it looks like a bouncing cosmology, containing a minimal area surface that sets the beginning of a baby universe. This result suggests that new forms of exotic compact objects could exist in Nature. I will also comment on their observational characterization.

• 23/05/24

Palestrante/Speaker: Nelson Yokomizo (UFMG)

       Título/Title: Perturbações cosmológicas pré-inflacionárias em universos fechados na cosmologia quântica de laços

Resumo/Abstract: Analisamos a evolução de perturbações cosmológicas escalares em um universo fechado para uma geometria de fundo descrita pela cosmologia quântica de laços com um regime inflacionário consistente com os vínculos sobre a inflação impostos pelas observações da radiação cósmica de fundo pela missão Planck. Condições iniciais para as perturbações são especificadas antes do ricochete e evoluídas numericamente até o fim da inflação, levando à determinação do espectro de potência primordial para as perturbações escalares. São obtidas correções às previsões inflacionárias usuais, associadas a efeitos quânticos na evolução do plano de fundo e à presença de curvatura espacial. Tais correções podem se tornar relevantes para os modos observáveis do espectro mesmo para curvaturas espaciais muito menores que o limite imposto pelas observações da radiação cósmica de fundo sem se considerar efeitos da curvatura espacial na evolução pré-inflacionária das perturbações. 

• 06/06/24

Palestrante/Speaker: Tays Miranda de Andrade (UFF)

       Título/Title: Stochastic effects in the very early universe

Resumo/Abstract: In this presentation, we will explore how quantum fluctuations substantially modify the large-scale dynamics of the universe. We will focus on the utilisation of the stochastic formalism, an effective theory for the long-wavelength modes of quantum fields during inflation or collapse. It describes a classical background that gets randomly and constantly corrected by the vacuum quantum fluctuations as they get stretched to large distances. As an application we will present the mixed inflaton-curvaton model which produces non-Gaussian field fluctuations relevant for the formation of primordial black holes. We will also discuss the implementation of stochastic noises in collapse models, and the role of anisotropic modes in the stochastic formalism.

• 20/04/23

Palestrante/Speaker: Daniel Vanzella (USP)

       Título/Title: Leaking energy and momentum to/from the spacetime: would we notice it?

Resumo/Abstract: A strict reading of Einstein's famous equivalence principle states that the effects of gravity can be made to disappear locally by a convenient choice of reference frame. Mathematically, this means that no covariantly-defined net gravitational force should exist, leading to the covariant conservation of the total energy-momentum tensor of matter and other-interaction fields combined, with gravity excluded. Although elegant, this separate conservation law represents a nontrivial constraint on the dynamics of matter and fields in the spacetime and it is only natural to investigate the possibility and consequences of its violation. As a proof of concept, we analyze a particularly simple effective model -- which turns out to be similar to the  so-called Rastall's gravity -- where this violation occurs, while preserving the equivalence principle in the test-particle regime in the vacuum and general covariance. It is shown that  there is observational room for such a violation to occur in a universe containing "dark" ingredients -- such as ours. In particular, in this model, even a dust-like nonconservative dark ingredient could mimic a dark-energy behavior when data is interpreted through the lens of standard General Relativity.

• 04/05/23

Palestrante/Speaker: Iarley Lobo (UFPB)

       Título/Title: Uma visão geral da fenomenologia de gravitação quântica

Resumo/Abstract: Vou tratar de maneira geral o problema da gravitação quântica e sua abordagem pragmática chamada “fenomenologia de gravitação quântica”. Através de alguns exemplos, vou apresentar alguns candidatos a observáveis que podem ser janelas para esse regime através do necessário balanço “presença de amplificadores x precisão das medições” em cenários envolvendo astrofísica e experimentos tabletop (que podem testar desvios da simetria de Lorentz, por exemplo). Ao final, vou discutir algumas linhas de pesquisa que nosso grupo de pesquisa tem abordado nesse tema por meio de observáveis astrofísicos e também a baixas energias, além traçar algumas perspectivas para o futuro.

• 18/05/23

Palestrante/Speaker: Santiago Bergliaffa (UERJ)

Título/Title: Teorias híbridas $f(R, \mathcal{R})$

Resumo/Abstract: As teorias híbridas são uma combinação das teorias $f(R)$ métricas e de Palatini. Apresentarei os aspectos básicos das teorias híbridas, bem como os resultados de um trabalho em andamento, relativo ao limite de campo fraco, e à produção de ondas gravitacionais em tais teorias. 

• 06/10/22

Palestrante/Speaker: Nelson Pinto-Neto (CBPF)

       Título/Title: A new vacuum state for quantum cosmological perturbations in the presence of a cosmological constant.

Resumo/Abstract: Cosmological observations suggest that the structures in the Universe arise from quantum fluctuations of an adiabatic vacuum of quantum cosmological perturbations, either at the onset of inflation or in the far past of the contracting phase of bouncing models. However, in many situations, the presence of a cosmological constant destroys the adiabatic conditions, rendering the vacuum adiabatic prescription impossible. In this talk, I will present a new method to define a vacuum state, which encompasses the adiabatic prescription. New vacuum states emerge in different cosmological models, and their stability suggests a deep connection between dark matter and dark energy.

• 13/10/22

Palestrante/Speaker: Iberê Kuntz (UFPR)

       Título/Title: Singularities under field redefinitions

Resumo/Abstract: Spacetime singularities comprise a major obstacle to the understanding of High-Energy Physics. It is generally believed that only a full-fledged theory of Quantum Gravity would be able to smooth them out. In this talk, I will describe a recent proposal where singularities result from ill-defined configuration-space coordinates. I will show that some of the well-known spacetime singularities become smooth under changes of configuration-space coordinates (i.e. field redefinitions). This leads to the definition of covariant singularities, namely coordinate-independent singularities in configuration space (where observables are indeed defined) rather than in spacetime (which seems to play only an instrumental role in Physics).

• 20/10/22

Palestrante/Speaker: Thiago R. P. Caramês  (UFF)

Título/Title: Efeitos viscosos em Cosmologia

Resumo/Abstract: Neste seminário falaremos sobre a implementação de viscosidade em Cosmologia, discutindo de que maneira esse ingrediente pode ajudar na resolução de alguns problemas enfrentados pelo modelo cosmológico padrão (\Lambda CDM) e verificando a viabilidade de tal cenário quando comparado com dados observacionais. Mostraremos ainda como é possível simular efeitos viscosos por meio de uma teoria de gravidade modificada.

• 27/10/22

Palestrante/Speaker: Sergio Jorás (UFRJ)

Título/Title: f(R) --- a tale of 3 cities

Resumo/Abstract: Modified theories of gravity are used either to explain the primordial inflation or the current accelerated universe. In the former case, the modification replaces the inflaton field; in the latter, it replaces the cosmological constant. In the metric formalism, any non-linear function f(R) yields a 4th-order differential equation for the metric. In order to reduce to the usual 2nd-order equations, one usually makes a conformal transformation to the so-called Einstein Frame (as opposed to the Jordan Frame, the original one, where the physical quantities are defined). Upon suitable redefinitions, one ends up with the standard (linear) Einstein-Hilbert Lagrangian (hence the name of the frame) with a scalar field φ, subject to a given potential V(φ) --- both of which are completely determined by the function f(R). In this work, we take the same road but in the opposite direction. Namely, we start at the Einstein Frame, defining a simple quadratic potential V(φ) ~ φ^2 with standard slow--roll conditions and analyze the corresponding f(R) in the Jordan Frame. An unexpected consequence is a new Thermodynamical Frame that is able to describe and explain the behavior of the universe in both previous frames. 

• 04/03/21:

Palestrante/Speaker: Ilya Shapiro (UFJF)

       Título/Title: Exact renormalization group equations from the perturbative quantum gravity

Resumo/Abstract: Deriving the exact, well-defined, and gauge-fixing independent renormalization group beta functions in quantum gravity is not just a dream. There are two situations when this dream may become a real thing. The first example is the superrenormalizable quantum gravity models. These models can be polynomial or nonlocal. In the last case, it is difficult to make practical calculations with the available techniques. However, in the polynomial gravity, this calculation can be, and in fact, was done. The first purpose of the talk is to explain why the corresponding result satisfies the aforementioned requirements and, at the same time, has a very restricted area of applicability. The second part shows how the exact and well-defined beta functions can be obtained in the effective approach to quantum gravity combined with the Vilkovisky-DeWitt unique effective action. Within this framework, these beta functions provide a reliable description of the running of Newton and cosmological constants between the Planck scale in the far UV and the Hubble scale in the far IR limits. 

Observation: The talk is based on collaborations with M. Asorey, J.-L. Lopez, L. Modesto, L. Rachwal, B. Giacchini and T.P. Netto. 

• 18/03/21: 

Palestrante/Speaker: Gustavo P. de Brito (CP3-Origins-SDU)

Título/Title: Em busca de um caminho (assintoticamente) seguro para gravidade quântica

Resumo/Abstract: Neste seminário apresentarei um panorama geral do cenário de segurança assintótica para gravitação quântica. Essa abordagem tem como objetivo o estabelecimento de uma teoria quântica de campos para a interação gravitacional, baseada na existência de pontos fixos no fluxo do grupo de renormalização. Dentro desse programa, abordarei alguns resultados recentes sobre a consistência fenomenológica nesse cenário de gravidade quântica. Com base no requerimento de completude UV em setores associados com campos de matéria, apresentarei certos vínculos sobre uma proposta de quantização baseada em gravitação unimodular. Finalmente, discutirei a compatibilidade entre a existência de férmions "leves" e o cenário de segurança assintótica.

• 01/04/21:

Palestrante/Speaker: Mauricio Richartz (UFABC)

       Título/Title: Modelos Análogos de Gravitação 

Resumo/Abstract: A ideia fundamental dos Modelos Análogos de Gravitação é a possibilidade de se reproduzir em laboratório, através de sistemas de matéria condensada, efeitos tipicamente associados a espaços-tempo curvos (em particular, buracos negros). Quase 40 anos depois da proposta original ter sido lançada, alguns experimentos possibilitaram a observação do análogo da radiação Hawking e da superradiância por buracos negros análogos em laboratório. Nesse seminário, após apresentar as ideias básicas dos Modelos Análogos de Gravitação, discutirei dois recentes experimentos envolvendo um vórtice hidrodinâmico. O primeiro deles conseguiu observar o espalhamento superradiante, ou seja, a extração de energia do vórtice num processo de espalhamento ondulatório. O segundo, por sua vez, conseguiu observar as oscilações características do vórtice e relacioná-las com o comportamento de raios de luz ao redor de buracos negros. 

• 15/04/21:

Palestrante/Speaker: Carolina Benone (UFPA)

       Título/Title:  Nuvens de proca ao redor de buracos negros com rotação 

Resumo/Abstract: Campos bosônicos ao redor de buracos negros estão sujeitos ao fenômeno da superradiância, no qual o campo é amplificado, enquanto os parâmetros do buraco negro diminuem. Para campos massivos é possível aprisionar estes modos amplificados ao redor do buraco negro, gerando uma instabilidade superradiante. Para modos que possuem frequência igual a um valor crítico há uma sincronização entre a rotação do modo e do buraco negro, gerando um estado ligado. Quando consideramos a contribuição deste modos para a geometria, podemos encontrar soluções de buracos negros cabeludos. Neste seminário, abordarei a propagação de campos de Proca ao redor de buracos negros de Kerr que obedecem à condição de sincronização. Consideraremos o regime linear, que nos dá as soluções de “nuvens” ao redor do buraco negro, e o regime não-linear, para o qual temos as soluções de buracos negros cabeludos. 

• 29/04/21:

Palestrante/Speaker: Thaisa S. Bergmann (UFRGS)

       Título/Title:  Buracos Negros Supermassivos: qual sua importância no Universo? 

Resumo/Abstract: Os Buracos Negros podem ser descritos como uma consequência da gravidade, quando a natureza concentra muita materia dentro de um raio (horizonte de eventos) em que a velocidade de escape se iguala à da luz, de forma que nada escapa, nem mesmo radiação eletromagnética. Sua importância advém de: (1) a grande maioria das galaxias ter um Buraco Negro Supermassivo no seu centro, com massa maior do que 1 milhão de massas solares, e (2) eles serem os maiores geradores de energia do Universo, energia esta que é depositada na sua galáxia hospedeira e no meio circumgaláctico. Por isto eles têm um papel fundamental em ``moldar” as galáxias e o Universo como o conhecemos. Neste colóquio vou apresentar resultados observacionais recentes sobre os Buracos Negros Supermassivos, abrangendo a comprovação da sua existência no centro das galáxias, como eles “se alimentam” e os efeitos de “feedback” que produzem nas suas galáxias hospedeiras.

• 13/05/21:

Palestrante/Speaker: Nathan Berkovits (IFT - UNESP & ICTP-SAIFR)

       Título/Title:  Amplitudes de Espalhamento na Teoria das Supercordas 

Resumo/Abstract: Até agora, supercordas é a única teoria consistente que consegue calcular amplitudes de espalhamento de grávitons sem problemas de divergências quânticas. Supersimetria tem um papel crucial no cancelamento de divergências, mas supersimetria é escondida no formalismo usual da supercorda. Um novo formalismo da supercorda com espinores puros foi desenvolvido recentemente onde supersimetria é manifesta e os cálculos são mais simples.  

• 27/05/21:

Palestrante/Speaker: Hector O. Silva (Albert Einstein Institute)

       Título/Title:  Escalarização espontânea de buracos negros 

Resumo/Abstract: Algumas extensões da relatividade geral contêm uma receita de tônico capilar para buracos negros: quando certas condições são satisfeitas, buracos negros naturalmente desenvolvem um "cabelo escalar" e, caso contrário, eles permanecem “calvos". Este efeito é chamado de escalarização espontânea e é um exemplo da violação dos teoremas de calvice na relatividade geral. Eu explicarei quais são as condições para que a escalarização espontânea ocorra e então explorarei as suas consequências observacionais, com ênfase especial em sistemas binários. 

• 22/07/21:

Palestrante/Speaker: Júlio Fabris (UFES) 

       Título/Title: Buracos negros exóticos  

Resumo/Abstract: Buracos negros constituem uma das mais notáveis predições da teoria da relatividade geral. Observações recentes confirmaram a existência destes objetos que são, de um certo modo, os mais simples e os mais intrigantes que existem na natureza. No entanto, muitas das diferentes teorias gravitacionais viáveis que foram propostas recentemente, e que "geometrizam" a gravidade, prevêem estruturas do tipo buracos negros com várias características exóticas. Estas estruturas, exceto possivelmente algumas muito particulares, se revelam instáveis. Os casos para os quais pode haver estabilidade são discutidos de forma especial.

• 05/08/21:

Palestrante/Speaker: Rodrigo Negreiros (UFF)

       Título/Title:  Neutron Stars as Nuclear Physics Probes 

Resumo/Abstract: Neutron stars are the fantastic remnants of core-collapse supernovae. These objects display extreme properties, such as densities many times higher than that of ordinary nuclear matter, magnetic fields millions of times larger than that found in the sun, and gravity so intense that space-time is significantly bent. Because of such astonishing properties such objects are superb astrophysical probes that can be used to investigate nuclear properties at extreme conditions. 

To accomplish this goal we will align our theoretical knowledge with the impressive progress in observational astrophysics. Such progress that has furnished us with information on the mass and luminosity of neutron stars has culminated in the striking detection of the gravitational waves emitted by coalescing neutron stars.  

In this seminar we will discuss how such recent observations aligned with state of the art results from nuclear physics research may allow us to further explore the physics of neutron stars as well as the properties of matter in extreme conditions. To accomplish that we will explore neutron stars in three fronts: microscopic, macroscopic and evolutionary. We will review the prominent models for the equation of state for neutron stars, as well as the macroscopic properties (mass, radius, etc) associated with them. We will also study their consequence to the spin and thermal evolution of neutron stars. In conclusion we will confront theoretical predictions with most recent observational data and discuss the challenges and perspective for the study of compact objects.

• 15/07/21: 12/08/21

Palestrante/Speaker: Jorge Zanelli (CECs)

       Título/Title:  Who's afraid of naked singularities? 

Resumo/Abstract: Schwarzschild solutions that violate the inequality M > |J| are fearsome. Those solutions would have an exposed singularity at r = 0, which represent a paradoxical situation: signals from the singularity carrying arbitrary information could reach an external observer; conversely, an external observe could have access to a spacetime region where the laws of physics break down, thereby generating a loss of predictability in physics. The fact that physics is a predictive science seems to indicate that naked singularities do not exist in nature. This prompted R. Penrose to conjecture the existence of some kind of Cosmic Censor that forbids the presence of naked singularities. Here we show that not all naked singularities are so terrible and that, at least in 2+1 dimensions, quantum mechanics acts as an effective censor by covering the offending singularity with a horizon of decency. 

Based on PRD99 , 104023 (2019). 

• 19/08/21:

Palestrante/Speaker: Elisa Ferreira (Max Planck Institute for Astrophysics) 

       Título/Title:  Ultra-light dark matter: the light and fuzzy side of dark matter 

Resumo/Abstract: The nature of dark matter remains one of the biggest mysteries in cosmology. There are many different models to explain the nature of this elusive component. One of the most interesting class of models and that has become one of the leading candidates is the ultra-light dark matter. This class represents the lightest possible dark matter candidates and exhibits a wave-like behavior on galactic scales. This leads to a rich phenomenology on small scales that can potentially not only reconcile the CDM picture with the small-scale behavior of dark matter but offer us the unique possibility to probe their distinctive predictions and imprints that can reveal clues about the internal properties of dark matter.  In this talk, I will review this class of models, describing and classifying the different constructions and their phenomenology. Given their vast cosmological and astrophysical effects on observables, I will describe the ongoing advances in constraining these models using current gravitational tests, and highlight the strong constraining power of small-scale astrophysical observations. Current and future observations of these systems present a powerful and, still not fully explored, gravitational laboratory that can reveal the fundamental physics of dark matter in the next few years. 

• 02/09/21:

Palestrante/Speaker: Marc Casals (CBPF)

       Título/Title: On mode stability properties of classical, rotating black holes 

Resumo/Abstract: Stability is one of the most important properties of any physical system. The physical systems of interest in this talk are rotating (Kerr) black holes, whether in a flat or in a de Sitter Universe, and we will discuss some of their stability properties under classical field perturbations. In particular, we will present recent results on some of the mode stability properties of extremal Kerr, of Kerr-de Sitter and of the Cauchy horizon of Kerr(-Newman)-de Sitter black hole spacetimes. 

• 16/09/21:

Palestrante/Speaker: Bruno Carneiro da Cunha (UFPE)

       Título/Title:  Modos quase-normais e transcendentes de Painlevé 

Resumo/Abstract: A equação mestra de Teukolsky rege as perturbações de um buraco negro de Kerr, sejam elas escalares, espinoriais, vetoriais ou tensoriais. Neste seminário vamos resumir esforços matemáticos recentes para o cálculo de frequências e autovalores angulares dos modos quase-normais para a equação mestra, baseados nas propriedades analíticas das suas soluções. A partir de considerações analíticas e numéricas das funções transcendentais envolvidas, iremos comparar os resultados obtidos para as frequências com a literatura e descrever seu comportamento no limite extremal. 

• 30/09/21:

Palestrante/Speaker: Rodrigo Sobreiro (UFF)

       Título/Title:  Aspectos dos limites não-relativístico e ultra-relativístico da gravidade 

Resumo/Abstract: Neste seminário consideraremos a gravitação no formalismo de primeira ordem, onde as variáveis de campo gravitacionais são a vierbein e a conexão de spin, tidas como campos independentes. Nesta construção, o princípio de equivalência fica evidente devido ao fato de que as isometrias locais são descritas pelo grupo de Lorentz local (mais precisamente pelo grupo de Poincaré). Desta maneira, a gravitação nesse formalismo pode ser vista como uma genuína teoria de calibre. Após construirmos uma classe de teorias de gravitação neste contexto, discutiremos dois limites dessas teorias: O limite não-relativístico, conhecido como gravitação de Newton-Cartan ou Galilei; e o limite ultra-relativístico, conhecido como gravitação de Carroll-Cartan. Ambos limites são obtidos por deformações de Inönü-Wigner do grupo de Lorentz. Exploraremos alguns aspectos gerais destas teorias e também extrairemos alguns exemplos de soluções formais. 

• 28/10/21:

Palestrante/Speaker: Leila Graef (UFF)

       Título/Title:  Background of Gravitational Waves of Primordial Origin 

Resumo/Abstract: In this talk, I will discuss the recent claim by NANOGrav pulsar timing array experiment on the evidence for a stochastic process affecting pulsar timing residuals in its 12.5-year dataset, which might be interpreted as the first detection of a stochastic gravitational wave background (SGWB). In this context I will analyze the possibility that the NANOGrav signal might be explained by early universe models with blue tilted tensor spectrum. In this framework it is considered that the primordial tensor amplitude at direct detection scales can be uncorrelated with the tensor spectral index at CMB scales, which makes it possible to reconcile the NANOGrav signal with direct constraints imposed by LIGO. The implications for the constraints on the tensor spectral parameters and on the effective number of relativistic species will then be shown. I will also discuss the prospects for constraining such models with the next generation of GW experiments. 

• 10/11/21: 

 Palestrante/Speaker: Alberto Saa (UNICAMP)

Título/Title: Espaços-tempos isócronos

Resumo/Abstract: Os potenciais isócronos foram introduzidos nos anos 50 por Michel Henon no estudo de aglomerados globulares. São potenciais clássicos (não-relativísticos) nos quais as órbitas limitadas tem períodos radiais que não dependem do momento angular. Os potenciais harmônico e Newtoniano, que de acordo com o Teorema de Bertrand são os dois únicos potenciais centrais para os quais todas órbitas limitadas são também fechadas, também são isócronos. A versão relativística do Teorema de Bertrand foi proposta por Perlick nos anos 90, e sua interpretação geométrica tem se mostrado interessante e inspiradora. Apresentaremos aqui a versão relativística dos potenciais isócronos de Henon: os espaços-tempos isócronos. Mostraremos como construir espaços-tempos isócronos a partir de uma equação algébrica. Construiremos, em particular, uma família de espaços-tempos cujo limite Newtoniano corresponde aos modelos isócronos de Henon e que, portanto, podem ser considerados como a versão relativística para esses modelos de aglomerados globulares. 

• 25/11/21:

Palestrante/Speaker: Léo Medeiros (UFRN)

Título/Title: Gravitação de ordem superior: buracos negros, ondas gravitacionais e inflação 

Resumo/Abstract: Modelos de gravitação de ordem superior envolvem termos de altas energias a relatividade geral e são usualmente motivados por correções quânticas da gravitação. Considerando apenas a métrica como campo fundamental, estes termos são estruturalmente construídos a partir de contrações do tensor de Riemann e de suas derivadas. Neste seminário abordarei uma classe particular de modelos deste tipo construídos a partir do escalar de curvatura. O objetivo principal é mostrar alguns resultados destes modelos no contexto de buracos negros esfericamente simétricos, emissão de ondas gravitacionais de sistemas binários e do período inflacionário. 

• 28/05/20 (Seminário Inaugural/Inaugural Seminar): 

Palestrante/Speaker: Cecilia Chirenti

Título/Title: Gravitational waves and tests of general relativity 

    Resumo/Abstract: According to general relativity, the coalescence of a compact binary system creates a         gravitational wave signal generically described by an inspiral-merger-ringdown waveform. The recent observations of gravitational waves by LIGO allow us to test our theory of gravity in the strong field regime. In binary black hole detections, the ringdown portion of the wave can provide tests of the no-hair theorem, the most stringent proof of the existence of astrophysical black holes and even possible hints of quantum gravity. I will present the current status of these observations and discuss future prospects. 

Seminário disponível aqui. 

• 10/06/20 (quarta-feira/Wednesday)

Palestrante/Speaker: George Matsas

Título/Title: Tendências na área de gravitação e uma visão pessoal de onde nossa comunidade se encontra no cenário internacional 

      Resumo/Abstract: Discutiremos tendências atuais na área de gravitação sugerindo frentes onde a comunidade nacional poderia deixar sua marca. 

Seminário disponível aqui. 

• 25/06/20 

       Palestrante/Speaker: Gabriel Menezes

       Título/Title: Incerteza causal na gravidade quântica 

       Resumo/Abstract: Em um espaço-tempo globalmente hiperbólico, não podem existir curvas do tipo tempo fechadas. Isso implica que o conceito de causalidade na Relatividade Geral assume a formulação usual, isto é, os efeitos devem pertencer ao cone de luz futuro de suas respectivas causas. Por sua vez, a Teoria Quântica de Campos afirma que comutadores de campos para separações tipo espaço devem se anular de forma a respeitar a (micro)causalidade. No entanto, isso não implica em um sentido específico para os efeitos causais. Em nossas convenções de quantização está oculta uma conexão com a definição de uma seta de causalidade. Em algumas teorias de gravidade quântica, como a gravidade quadrática, ocorre uma condição de causalidade mista, que indica que o conceito de um cone de luz pode ser incerto ao se quantizar as interações gravitacionais. Discutiremos algumas das implicações. 

Seminário disponível aqui.

• 09/07/20

Palestrante: Riccardo Sturani

Título/Title: Astronomia das ondas gravitacionais

Resumo/Abstract: Depois a primeira histórica detecção direta de ondas gravitacionais, no Setembro 2015, emitida pela colisão e de um par de buracos negros, observamos até hoje mais que 50 ulteriores fusões de buracos negros e estrelas de nêutrons graça às observatórios LIGO nos EUA e Virgo na Itália. Essas conquistas permitiram a abertura de um novo e excitante capítulo na astronomia e na astrofísica e ao mesmo tempo abriram uma nova janela deobservação do universo sob a forma de ondas gravitacionais. Projetos futuros visam melhorar os detectores LIGO existente e a extensão da rede global de detectores para incluir o Japonês KAGRA, o Indiano Indigo, um novo detector na Europa que entrará em serviço na próxima década e até um novo detector a ser lançado no espaço. Nessa palestra vamos dar um resumo do impacto dessa nova janela observacional sobre a física fundamental, astrofísica e cosmologia. 

Seminário disponível aqui.

• 23/07/20

Palestrante: Albert Petrov

Título/Title: Lorentz symmetry breaking in gravity

Resumo/Abstract: The problem of constructing consistent Lorentz-CPT breaking extensions of various field theory models is actively discussed now. Within these studies, the problem of Lorentz-CPT symmetry breaking in gravity is of special importance. As it is well known, the main problems within this context are related with the fact that the group of general coordinate transformations playing the role of extension of the Lorentz group in a curved space-time, at the same time plays the role of the gauge group. As a result one faces the problem of breaking the gauge symmetry in a curved space-time. Another difficulty is related with the fact that while in the flat space the Lorentz symmetry breaking is introduced in terms of constant vectors (tensors), it is difficult to define such objects in a curved space-time. All this implies that actually, there are three main directions in studying of Lorentz-breaking extensions of gravity: first, restricting to the case of weak (linearized) gravitational field where solving the problem of consistency of the Lorentz symmetry breaking with the gauge symmetry is easier, second, consideration of the Einstein gravity with the additive four-dimensional gravitational Chern-Simons term which breaks parity, and, for special choice of the Chern-Simons coefficient, breaks also the Lorentz symmetry, third, using the mechanism of spontaneous Lorentz symmetry breaking. Within our talk, we present the main results achieved by us within these approaches.

First, we consider the four-dimensional gravitational Chern-Simons term, with the main attention will be paid to the problem of its perturbative generation within different approaches [1, 2], including the finite temperature [3]. We demonstrate the finiteness and ambiguity of this term. Within this consideration, we also briefly discuss the possibility for perturbative generation of other Lorentz-breaking terms in linearized gravity. We also consider some exact solutions in the four-dimensional Chern-Simons modified gravity. Second, we discuss the bumblebee gravity model allowing for spontaneous Lorentz symmetry breaking due to introducing an additional vector field, and discuss the consistency of some simple metrics, especially the G ̈odel metric, within it [4]. 

Finally, we present some perspectives for studies of Lorentz-breaking extensions of gravity.

[1] T. Mariz, J. R. Nascimento, A. Y. Petrov, L. Y. Santos and A. J. da Silva, Phys. Lett. B 661, 312 (2008) [arXiv:0708.3348 [hep-th]].

[2] M. Gomes, T. Mariz, J. R. Nascimento, E. Passos, A. Y. Petrov and A. J. da Silva, Phys. Rev. D 78, 025029 (2008) [arXiv:0805.4409 [hep-th]].

[3] J. F. Assunção, T. Mariz, J. R. Nascimento and A. Y. Petrov, JHEP 1808, 072 (2018) [arXiv:1805.11049 [hep-th]].

Seminário disponível aqui.

• 06/08/20

        Palestrante: Jailson Alcaniz

        Título/Title: Tensões no Modelo Cosmológico Padrão 

       Resumo/Abstract: O Modelo cosmológico padrão (MCP) fornece uma excelente descrição da história da expansão do universo desde suas fases iniciais até o presente. Apesar disto, estimativas recentes da atual taxa de expansão do universo (H0), obtidas a partir das observações das flutuações da temperatura da radiação cósmica de fundo assumindo o MCP, diferem significativamente das medidas locais de H0 que são independentes da cosmologia. Neste seminário, revisaremos o status desta tensão nas medidas de H0 e discutiremos algumas de suas implicações teóricas e observacionais. 

Seminário disponível aqui.

• 20/08/20

        Palestrante: André Landulfo

        Título/Title: O paradoxo da (des)Informação em buracos negros  

     Resumo/Abstract: A descoberta do efeito Hawking revelou a existência de uma conexão profunda entre buracos negros, mecânica quântica e termodinâmica. Quando levamos efeitos quânticos em consideração, buracos negros são entidades termodinâmicas com temperatura e entropia bem definidas. Não só buracos negros não são negros, emitindo partículas de todos os tipos com um espectro térmico, como eles “evaporam” durante esse processo podendo eventualmente desaparecer. No entanto, apesar de tal descoberta ter aprofundado nosso entendimento de gravitação e buracos negros, ela também levantou novas e intrigantes questões que ainda estão em aberto. Talvez a principal (e mais controversa) seja sobre qual o destino da informação que entra em um buraco negro após o seu processo de evaporação completa. Nesse seminário iremos fazer uma revisão do que é o “paradoxo” da perda de informação em buracos negros. Após enunciar o “problema”, argumentaremos que não existe nada paradoxal (e nenhum conflito com mecânica quântica) em termos perda de informação. No entanto, a questão se esse de fato é o caso é de extrema importância e deve ser analisada. Assim discutiremos também as diversas alternativas à perda de informação, incluindo algumas das propostas mais recentes. 

Seminário disponível aqui.

• 03/09/20

       Palestrante: Oliver Piattella

       Título/Title: Uma revisão do problema da constante cosmológica 

       Resumo/Abstract: A constante cosmológica foi introduzida por Einstein no contexto puramente clássico da teoria da relatividade geral e constitui hoje um bloco fundamental do modelo padrão da cosmologia, o $\Lambda$CDM, que é chamado também de “modelo de concordância” por causa do seu sucesso em se ajustar às várias amostras de dados advindos de fenômenos cosmológicos de naturezas bem distintas. Um candidato fundamental e natural para o papel de constante cosmológica é a densidade de energia do vácuo quântico. Porém, simples cálculos mostram que o valor predito para a constante cosmológica, tomando em conta os campos quânticos materiais e as transições de fase conhecidas do modelo padrão das partículas, é pelo menos 56 ordens de grandeza maior do valor observado. Esse é o problema da constante cosmológica. Neste seminário apresentarei uma revisão do problema e algumas das muitas tentativas propostas para resolvê-lo. 

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• 17/09/20

       Palestrante: Raissa Mendes

       Título/Title: Testando os limites da Relatividade Geral

    Resumo/Abstract: Um dos pilares da física contemporânea, a Relatividade Geral acumula mais de um século de confirmações observacionais. As detecções recentes de ondas gravitacionais, aliadas à crescente precisão de observações eletromagnéticas de estrelas de nêutrons e buracos negros, expandiram a possibilidade de testes da teoria para um regime caracterizado por campos gravitacionais intensos e, muitas vezes, altamente dinâmicos. Nesse seminário, discutirei como observações de objetos compactos, em especial de estrelas de nêutrons, podem ser usadas para lançar luz sobre a natureza e as propriedades dos campos fundamentais que existem na natureza.

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• 01/10/20

       Palestrante: Felipe Faria

       Título/Title: Gravidade conforme massiva 

     Resumo/Abstract: Atualmente, a principal teoria utilizada para descrever os fenômenos gravitacionais é a relatividade geral de Einstein. Porém, apesar de explicar bem os fenômenos que ocorrem no sistema solar, a relatividade geral encontra dificuldades para explicar fenômenos em outras escalas. Na escala das galáxias, a relatividade geral leva ao problema da matéria escura. Na escala cosmológica, ela leva ao problema da constante cosmológica ou energia escura. No limite clássico de campo forte da relatividade geral existem singularidades. E se tentarmos quantizar a relatividade geral, veremos que ela não é renormalizável. A falta de soluções para esses problemas nos motiva a procurar teorias alternativas da gravitação. Neste seminário, será apresentado um resumo de uma teoria alternativa da gravitação com simetria conforme desenvolvida no Brasil, chamada de gravidade conforme massiva, na qual a ação do campo gravitacional é a soma da ação de Weyl com a ação de Einstein-Hilbert acoplada com um campo escalar.  

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• 15/10/20

       Palestrante: Caio Macedo

       Título/Title: Campos escalares ultraleves, objetos compactos e ondas gravitacionais 

     Resumo/Abstract: Campos escalares aparecem em vários contextos na física, como modelos para fenômenos mais complexos, propostas para extensões do modelo padrão, entre outros. A gravitação se acopla com todo tipo de matéria e, portanto, campos escalares também geram e são afetados pela curvatura, implicando em diversos efeitos possivelmente observáveis no nosso Universo. Neste seminário, mostraremos algumas situações em que campos ultraleves podem gerar assinaturas em objetos astrofísicos.

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• 29/10/20

       Palestrante: Rudnei Ramos

       Título/Title: As conjecturas do pântano e inflação 

Resumo/Abstract: Considerável atenção tem sido dada na literatura recente a respeito das chamadas conjecturas do pântano e suas implicações em cosmologia, particularmente no contexto de modelos inflacionários. Tais conjecturas, advindas de teorias de cordas, impõem condições restritivas em modelos de campo efetivos tal que possam ter uma descrição completa no ultravioleta e consistente com uma teoria de gravitação quântica. Nesta apresentação, após explicar as principais de tais conjecturas, discuto como os chamados modelos de inflação quente podem evitar as restrições impostas por essas conjecturas e levar a um cenário inflacionário tecnicamente natural e consistente com uma teoria quântica de campos de altas energias. 

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• 12/11/20

       Palestrante: Rafael Bernar (UFPA)

       Título/Title: O Prêmio Nobel de Física de 2020 

Resumo/Abstract: O Prêmio Nobel de Física do ano de 2020 foi concedido a três cientistas, por descobertas na área de gravitação e astronomia. Uma metade foi dada ao físico-matemático Roger Penrose pela "descoberta de que a formação de buracos negros é uma predição robusta da teoria geral da relatividade" e outra metade concedida aos astrônomos Reinhard Genzel e Andrea Ghez pela "descoberta de um objeto compacto supermassivo no centro de nossa galáxia". Neste seminário, recontaremos parte da jornada destes cientistas e detalharemos alguns aspectos principais das investigações que os levaram a ganhar o estimado prêmio científico. 

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• 26/11/20

Palestrante:  Rodrigo von Martens (ON)

Título/Title: A degenerescência do setor escuro e suas consequências observacionais 

Resumo/Abstract: As equações de Einstein relacionam a geometria do espaço-tempo com a distribuição total de matéria, no entanto não impõem nenhum vínculo sobre as componentes individuais que formam o substrato cósmico. Neste contexto, são estabelecidas as condições explícitas para a denominada “Dark Degeneracy” na descrição de fluido para o setor escuro. No nível do background, esta degenerescência pode ser formalmente entendida em termos de uma Equação de Estado (EoS) do setor escuro unificada que depende tanto da natureza dinâmica da energia escura, bem como de sua interação com a matéria escura, que é assumida sem pressão. Para perturbações lineares, a degenerescência surge para perturbações de pressão DE especificadas (ou velocidade do som, de forma equivalente) e “anisotropic stress” da componente de energia escura. Focando na degenerescência entre modelos de energia escura dinâmica não interagente e modelos de vácuo interagente (w=-1), realizamos uma análise de estimativa de parâmetro para uma gama de modelos, onde, para ilustração, quebramos explicitamente a degenerescência no nível linear adotando uma velocidade de som luminal para ambos cenários. Descobrimos que, embora a fenomenologia geral entre modelos de energia escura dinâmica e as abordagens de interação seja semelhante, existem algumas diferenças intrigantes. Em particular, há uma ambiguidade na força das restrições dos parâmetros Ω𝑚0 e 𝜎8, que são consideravelmente enfraquecidas para o cenário interagente, indicando que a “Dark Degeneracy” pode alterar a significância de tensões em parâmetros cosmológicos inferidos de diferentes conjuntos de dados. Utilizando ainda o formalismo que permite descrever a degenerescência do setor escuro é possível desenvolver uma abordagem completamente independente de modelo para obter a interação do setor escuro preferida pelos dados de SNe Ia, H(z) e BAO. 

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• 10/12/20

Palestrante: William Couto Correa De Lima (Uni. of York)

Título/Title: Observáveis invariantes de calibre em gravitação perturbativa 

Resumo/Abstract: A dificuldade de se construir observáveis em Relatividade Geral é talvez uma das mais notórias pedras nas veredas que acreditamos poder levar a uma teoria quântica da gravitação. O problema é comum a qualquer formulação que almeje incorporar dois aspectos fundamentais da teoria de Einstein: sua invariância sob difeomorfismos e ausência de uma estrutura geométrica de fundo. Como conseqüência, temos uma teoria de calibre cuja simetria não nos permite fixar os pontos do espaço-tempo. Assim, qualquer quantidade definida em um ponto é dependente de calibre e, portanto, não pode ser um observável da teoria. Uma abordagem possível para este problema é considerarmos os chamados observáveis relacionais. Esses observáveis são localizados no espaço-tempo em relação a algum conjunto de graus de liberdade, que desempenha o papel de um sistema de referência. Neste seminário discutiremos essa problemática no contexto de gravitação perturbativa e apresentaremos uma proposta recente de como construir observáveis relacionais útil no caso de espaços-tempos de fundo altamente simétricos, como aqueles empregados em cosmologia. 

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