Observadores relativistas y termodinámica del colapso gravitacional de cascarones negros

Abstract

Se estudia el colapso de un cascarón de polvo delgado desde dos enfoques diferentes: clásico y semiclásico. En el enfoque clásico se identifican superficies críticas cuyas coordenadas de tiempo y espacio intercambian sus papeles, las cuales se asocian con la presencia de horizontes cuasi-locales, sobre los que se realiza un estudio de las propiedades gravitacionales y termodinámicas. A continuación, para el enfoque semiclásico se incorpora un campo escalar, para el cascarón en colapso, con el que se calculan la densidad de energía y entropía asociadas al observador relativista FREFOS, en contraste con el observador FIDO. Con lo anterior se discute e interpretan los resultados a luz de la existencia de una densidad de energía negativa ante la presencia de un campo gravitacional fuerte. (Texto tomado de la fuente)

The collapse of a thin dust shell is studied from two different approaches: classical and semiclassical. In the classical approach, critical surfaces are identified whose coordinates of time and space exchange their roles, which are associated with the presence of quasi-local horizons, on which a study of the gravitational and thermodynamic properties is carried out. Next, for the semiclassical approach, a scalar field is incorporated, for the collapsing shell, with which the energy density and entropy associated with the relativistic observer FREFOS are calculated , in contrast to the FIDO observer. With the above, the results are discussed and interpreted in light of the existence of a negative energy density in the presence of a strong gravitational field.