Energy Extraction from Black Holes via Penrose Process and BSW Mechanism

Os processos de extração de energia de buracos negros têm sido estudados para diferentes espaços-tempo. A extração de energia é possível através do decaimento de partículas no interior da ergo-região, processo de Penrose, ou a partir de colisões entre partículas na vizinhança do horizonte de eventos, efeito BSW.

Estes mecanismos têm sido considerados para buracos negros carregados ou em rotação. Como algumas teorias atuais envolvem números mais elevados de dimensões espaciais, como a teoria de cordas, ou requerem uma constante cosmológica, por exemplo no contexto da conjetura AdS-CFT, é de extrema importância o estudo destes processos de extração de energia num formalismo genérico. Estes dois processos são aqui estudados para três espaços-tempo diferentes. Primeiro, considera-se um espaço tempo de Reissner‑Nordström, assintoticamente plano, com d dimensões.

O processo de Penrose é analisado para este espaço-tempo e, em particular, as condições necessárias para a ocorrência de uma bomba de buraco negro são estabelecidas. O efeito BSW é considerado posteriormente, para o mesmo espaço-tempo, para o qual diferentes cenários de extração de energia são estudados. De seguida, consideramos os mesmos processos num espaço-tempo de Reissner-Nordström-AdS.

Especificamente, focamo-nos no efeito de uma constante cosmológica negativa no estabelecimento de uma cadeia recursiva de decaimentos no interior da ergo-região, sem requerer um espelho refletor. O efeito BSW é também analisado para este espaço-tempo e comparado com o limite de constante cosmológica nula. Por último, o mecanismo BSW é estudado na presença de uma constante cosmológica positiva e os resultados são comparados com os dois cenários anteriores.