Dinâmica orbital em um buraco negro não comutativo: uma abordagem com simulação em Python

Abstract

A Teoria da Relatividade Geral descreve os buracos negros como regiões do espaço-tempo onde a curvatura se torna extremamente intensa, especialmente em pontos conhecidos como singularidades. Nesses locais, os modelos da física clássica deixam de ser válidos, tornando-se incapazes de fornecer descrições coerentes e previsões confiáveis. Para contornar esse problema, diferentes abordagens têm sido propostas, entre elas a hipótese da não comutatividade do espaço-tempo, que introduz uma estrutura discreta nas coordenadas e distribui a massa de forma contínua, evitando a concentração pontual no centro do buraco negro (Nicolini et al., 2006). Por meio de simulações, comparamos os perfis de órbitas circulares e de dispersão nos cenários clássico e não comutativo. Verifica-se que a introdução da não comutatividade regulariza a região central do buraco negro, desloca o raio de captura de partículas e fótons, e amplia as zonas de estabilidade orbital. Tais efeitos podem refletir-se em alterações observáveis na sombra do buraco negro e nos anéis de luz, fenômenos acessíveis por meio de observações astronômicas de alta resolução. Com o objetivo de explorar essas implicações, foi desenvolvido um simulador em Python, com interface gráfica via Streamlit. A ferramenta permite visualizar e comparar, em tempo real, as órbitas no cenário não comutativo, enriquecendo tanto a análise qualitativa quanto a quantitativa dos resultados.