Rafael Fernandes Aranha

Professor Adjunto da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), membro do Departamento de Física Teórica (DFT) e atuante no grupo de Gravitação e Cosmologia. Possui o título de bacharel em Física, obtido no ano de 2006, pela mesma universidade e o título de doutor em Ciências Físicas, obtido no ano de 2011, pelo Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF). Também passou por um período de especialização de dois anos como pós-doutorando da Georgia Institute of Technology (Georgia Tech), na cidade de Atlanta, EUA, onde passou a fazer parte do consórcio computacional Einstein Toolkit como membro permanente. O autor atua majoritariamente na área de Relatividade Numérica e Astrofísica Computacional, mais precisamente na construção de códigos computacionais associados às soluções numericas do formalismo BSSN em coordenadas generalizadas. Tais soluções permitem o estudo de sistemas astrofísicos relativísticos gerais, como emissão de ondas gravitacionais, colapso gravitacional e formação de buracos negros. Além disso, o autor possui grande interesse em ramos da Física Matemática voltados para a teoria da Relatividade Geral e suas aplicações para a descrição da emissão de radiação gravitacional em eventos astrofísicos e cosmológicos. No campo complementar à pesquisa básica, possui projetos de desenvolvimento de tecnologias computacionais específicas, além de projetos relacionados ao ensino e à formação de novos pesquisadores, ambos a fim de expandir o segmento de pesquisa em Relatividade Numérica no Brasil.

Informações coletadas do Lattes em 29/05/2023

Acadêmico

Formação acadêmica

Doutorado em Física

2006 - 2011

Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas
Título: Emissão de Radiação Gravitacional em Fusões de Buracos Negros: uma Modelagem Teórica e Computacional no Formalismo Característico
Ivano Damião Soares. Bolsista do(a): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, CNPq, Brasil. Palavras-chave: Buracos Negros; Ondas Gravitacionais; Gravitação; Métodos Numéricos.Grande área: Ciências Exatas e da TerraGrande Área: Ciências Exatas e da Terra / Área: Física / Subárea: Física Geral / Especialidade: Métodos Matemáticos da Física.

Graduação em Fisica

2002 - 2006

Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Título: Introdução às Perturbações de Buracos Negros
Orientador: Henrique Pereira de Oliveira
Bolsista do(a): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, CNPq, Brasil.

Pós-doutorado

2013

Pós-Doutorado. , Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, CBPF, Brasil. , Bolsista do(a): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, CNPq, Brasil.

2011 - 2013

Pós-Doutorado. , Georgia Institute of Technology, GEORGIA TECH, Estados Unidos. , Bolsista do(a): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, CNPq, Brasil. , Grande área: Ciências Exatas e da Terra, Grande Área: Ciências Exatas e da Terra / Área: Matemática / Subárea: Matemática Aplicada / Especialidade: Análise Numérica.

Formação complementar

2012 - 2012

III Workshop Einstein Toolkit. (Carga horária: 8h). , Georgia Institute of Technology, GEORGIA TECH, Estados Unidos.

2011 - 2011

Introduction to Scientific Visualization. (Carga horária: 4h). , University of Texas at Austin, UT Austin, Estados Unidos.

2011 - 2011

Data Analysis on Ranger. (Carga horária: 4h). , University of Texas at Austin, UT Austin, Estados Unidos.

2011 - 2011

Linux/Unix for HPC. (Carga horária: 4h). , University of Texas at Austin, UT Austin, Estados Unidos.

2011 - 2011

High Performance Computing - C++ programming. (Carga horária: 4h). , University of Texas at Austin, UT Austin, Estados Unidos.

2008 - 2010

Curso regular do idioma alemão. (Carga horária: 3h). , Goethe Institut - Rio de Janeiro, GI - RJ, Brasil.

2002 - 2006

Curso regular do idioma inglês. (Carga horária: 3h). , Instituto Cultural Norteamericano, CNA, Brasil.

Idiomas

Bandeira representando o idioma Inglês

Compreende Bem, Fala Bem, Lê Bem, Escreve Bem.

Bandeira representando o idioma Espanhol

Compreende Bem, Fala Razoavelmente, Lê Bem, Escreve Pouco.

Bandeira representando o idioma Português

Compreende Bem, Fala Bem, Lê Bem, Escreve Bem.

Bandeira representando o idioma Alemão

Compreende Pouco, Fala Pouco, Lê Pouco, Escreve Pouco.

Romeno

Compreende Razoavelmente, Fala Pouco, Lê Razoavelmente, Escreve Pouco.

Áreas de atuação

Grande área: Ciências Exatas e da Terra / Área: Física / Subárea: Relatividade Numérica.

Grande área: Ciências Exatas e da Terra / Área: Astronomia / Subárea: Astrofísica Estelar.

Grande área: Ciências Exatas e da Terra / Área: Física / Subárea: Relatividade e Gravitação.

Grande área: Ciências Exatas e da Terra / Área: Física / Subárea: Cosmologia.

Grande área: Ciências Exatas e da Terra / Área: Física / Subárea: Teoria Geral de Partículas e Campos.

Grande área: Ciências Exatas e da Terra / Área: Física / Subárea: Análise Numérica.

Participação em eventos

Reunião Carioca de Gravitação e Cosmologia. 2016. (Encontro).

Brazilian School of Cosmology and Gravitation.Kick Processes in the Merger of Black Holes. 2014. (Outra).

APS April Meeting. Mass-energy and Momentum Extraction by Gravitational Wave Emission in the Merger of Two Colliding Black Holes: The Non-head-on Case. 2012. (Congresso).

APS April Meeting. Tidal Disruption of a Main Sequence Star by a Super-massive Black Hole Binary. 2012. (Congresso).

Einstein Tookit Workshop. 2012. (Oficina).

Multimessenger Emissions from Sources of Gravitational Waves.Kick Processes in the Merger of Two Colliding Black Holes. 2010. (Oficina).

XIV Brazilian School of Cosmology and Gravitation. 2010. (Seminário).

12th Marcel Grossmann Meeting on General Relativity and Gravitation.Mass-Energy Extraction and Momentum Loss by Gravitational Radiation Emission in the Collision of Two Schwarzschild Black Holes. 2009. (Encontro).

Alexander Friedmann International Seminar on Gravitation and Cosmology.Energy and Momentum Loss by Gravitational Radiation Emission in the Collision of Two Schwarzschild Black Holes. 2008. (Seminário).

Summer Course in Quantum Theory of Cosmological Perturbations. 2008. (Seminário).

VII Workshop Nova Física no Espaço.Gravitational Radiation Emission by Nonlinear Perturbations of Black Holes in Motion. 2008. (Oficina).

XIII Brazilian School of Cosmology and Gravitation. 2008. (Seminário).

IV ECG (ICRA-CBPF). 2007. (Encontro).

Logic and Time Workshop (in honor of Kurt Gödel). 2007. (Encontro).

XXVIII Encontro Nacional Partículas e Campos.The efficiency of gravitational bremsstrahlung production in the collision of two black holes. 2007. (Encontro).

Fourth International School on Field Theory and Gravitation. 2006. (Congresso).

XII Brazilian School of Cosmology and Gravitation. 2006. (Congresso).

Participação em bancas

Aluno: Antônio Braz Pereira Ribeiro

MOTA, L. A. C. P.; DUARTE, L. G. S.; DUTRA, R. S.; DUARTE, S. E. S.; LEMES, V. E. R.;R. F. ARANHA. Uma generalização do método da função-S aplicada ao oscilador de Duffing-van der Pol forçado. 2018. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: Silvia Pereira Nunes

CHIAPPARINI, M.; GONCALVES, H. R.;ARANHA, R. F.; BERGLIAFFA, S. P.; SILVA, M. F. A.. Anãs Brancas: Um Estudo Introdutório. 2017. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: Leone Santana de Melo Veneroni

SILVA, M. F. A.;R. F. ARANHA; CHAN, R.. Modelos de Colapso Gravitacional para um Fluido Anisotrópico com Viscosidades e Fluxo de Calor. 2016. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: João Paulo Coutinho Eiras

MOTA, L. A. C. P.; DUARTE, L. G. S.; KOILLER, J.; DUTRA, R. S.; FONSECA JUNIOR, C. A. L.;R. F. ARANHA; DUARTE, S. E. S.; REIS, F. P. P.. Sistemas Dinâmicos em Três Dimensões com Integrais Primeiras Liouvillianas - Abordagens Concretas. 2021. Tese (Doutorado em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: Juliana Celestino

OLIVEIRA, H. P.; JORAS, S. E. C. E.; RODRIGUES, E. L.; ACEVEDO, W. O. B.;R. F. ARANHA; SKEA, J. E. F.; BERGLIAFFA, S. E. P.. Dinâmica de espaços-tempos com simetria axial: ondas cilíndricas e colapso não-esférico. 2018. Tese (Doutorado em Programa de Pós-graduação em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: Arthur Constantino Scardua

PINTO NETO, N.; ALCANIZ, J. S.; RAMOS, R. O.; CASANELLAS, M. C.; DIAS, S. A.;R. F. ARANHA; DUARTE, S. J. B.. Particle Production in a Bouncing Universe. 2018. Tese (Doutorado em Doutorado em Física-CBPF) - Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas.

Aluno: José Antônio de Azevedo Crespo

OLIVEIRA, H. P.; SKEA, J. E. F.;R. F. ARANHASOARES, I. D.; FALCIANO, F. T.. O universo em um núcleo de um computador: analisando numericamente fenômenos não lineares em Cosmologia e Gravitação. 2017. Tese (Doutorado em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: Paulo Ricardo Lourenço Alves

MOTA, L. A. C. P.; DUARTE, L. G. S.; PAPA, A. R. R.;OLIVEIRA, H. P.; LEWENKOPF, C. H.;R. F. ARANHA. A aproximação global no problema inverso das séries temporais. 2017. Tese (Doutorado em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: Paula Cristina Matias Clemente

OLIVEIRA, H. P.; BERGLIAFFA, S. E. P.; ACEVEDO, W. O. B.; OLIVEIRA, S. R.; RODRIGUES, E. L.;R. F. ARANHA. Dados iniciais de buracos negros via método espectral. 2017. Tese (Doutorado em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: João Pedro Fernandes Alves e Costa

MAIER, R.;R. F. ARANHA; MAHON, J. R. P.. Soluções Estáticas de Vácuo em Gravitação Não-Riemanniana. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: Bernardo Carvalho Beja,

BARRES, U.;R. F. ARANHA; SILVA, M. F. A.. Aspectos Observacionais de Eventos de Disrupção Estelar Causada pela Força de Maré de Buracos Negros com Formação de Jato. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: Felippe Vieira Benício dos Santos

PALHARES, L. F. D.; OLIVEIRA, L. F.;R. F. ARANHA. Introdução à modelagem de estrelas compactas. 2020. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: Jayana Antunes Saes de Lima

R. F. ARANHA; BERGLIAFFA, S. E. P.; MAHON, J. R. P.. Introdução às Perturbações de Estrelas de Nêutrons. 2020. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: João Paulo Sampaio Santos

PALHARES, L. F. D.;R. F. ARANHA; ALHO, B. P.; CAPRI, M. A. L.. Supercondutividade: da matéria condensada à Física de Partículas. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Fisica) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: Gustavo Borges Ferreira Lima

RAMOS, R. O.; MAHON, J. R. P.; MAIER, R.;R. F. ARANHA. Efeitos dissipativos em modelos de inflação quente e quintessência. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Fisica) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: Patrick Lorran de Almeida Azeredo Coutinho

SILVA, M. F. A.;R. F. ARANHA; OLIVEIRA, L. F.. O perfil de densidade de Korkinka para estrelas de nêutrons. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Fisica) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: Pedro Ventura Paraguassú

R. F. ARANHA; MAIER, R.; ALHO, B. P.. Formalismo 3+1 aplicado ao Consórcio Einstein Toolkit. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Fisica) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: Thaís Silva Guerini

R. F. ARANHA; MAIER, R.; ALHO, B. P.. A Formação de Estruturas em Larga Escala no Modelo Padrão da Cosmologia: Aspectos Teóricos e Observacionais. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Fisica) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: CAIO CEZAR DE CARVALHO PONTES

MAIER, R.;R. F. ARANHA; HELAYEL-NETO, J. A.. Formulação Hamiltoniana da Relatividade Geral. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: Nathan de Oliveira Silvano

MAIER, R.;R. F. ARANHA; FALCIANO, F. T.. Expansão acelerada na teoria de Gauss-Bonet. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Fisica) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: Victor Hugo de Alencar Costa

R. F. ARANHA; MAIER, R.; CASANELLAS, M. C.;OLIVEIRA, H. P.. Ondas Gravitacionais em De Sitter. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Fisica) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aluno: Priscilla Behar Jorge

BARRES, U.;R. F. ARANHA; CHIAPPARINI, M.. Estudo do sinal de oscilações quase periódicas no Markarian 421. 2017. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Fisica) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Orientou

Jayana Antunes Saes de Lima

Introdução às Perturbações de Estrelas de Nêutrons; 2020; Trabalho de Conclusão de Curso; (Graduação em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Orientador: Rafael Fernandes Aranha;

Karyna Gimenez de Mattos Coelho

Perturbação devido a campos de maré:efeitos deformativos e dissipativos em sistemas planeta-satélite; 2020; Trabalho de Conclusão de Curso; (Graduação em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Orientador: Rafael Fernandes Aranha;

Thaís Silva Guerini

A Formação de Estruturas em Larga Escala no Modelo Padrão da Cosmologia: Aspectos Teóricos e Observacionais; 2019; Trabalho de Conclusão de Curso; (Graduação em Fisica) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Orientador: Rafael Fernandes Aranha;

Pedro Ventura Paraguassú

Formalismo 3+1 aplicado ao Consórcio Einstein Toolkit; 2019; Trabalho de Conclusão de Curso; (Graduação em Fisica) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Orientador: Rafael Fernandes Aranha;

Victor Hugo de Alencar Costa

Ondas Gravitacionais em De Sitter; 2018; Trabalho de Conclusão de Curso; (Graduação em Fisica) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Orientador: Rafael Fernandes Aranha;

Jayana Antunes Saes de Lima

Introdução às Perturbações de Estrelas de Nêutrons; 2020; Iniciação Científica; (Graduando em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, PIBIC-UERJ; Orientador: Rafael Fernandes Aranha;

Karyna Gimenez de Mattos Coelho

Perturbação devido a campos de maré:efeitos deformativos e dissipativos em sistemas planeta-satélite; 2020; Iniciação Científica; (Graduando em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Orientador: Rafael Fernandes Aranha;

Ana Kely de Souza

Ondas Gravitacionais no Formalismo Espinorial da Gravitação; 2020; Iniciação Científica; (Graduando em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, PIBIC-UERJ; Orientador: Rafael Fernandes Aranha;

Pedro Ventura Paraguassú

Formalismo 3+1 aplicado ao Consórcio Einstein Toolkit; 2019; Iniciação Científica; (Graduando em Fisica) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, PIBIC-UERJ; Orientador: Rafael Fernandes Aranha;

Produções bibliográficas

  • ARANHA, RAFAEL F. ; CEDEO M., CARLOS E. ; MAIER, RODRIGO ; SOARES, IVANO DAMIÃO . Maxwell fields in boosted Kerr black holes. Physical Review D , v. 103, p. 064060, 2021.

  • ALCOFORADO, M A ; ARANHA, R F ; BARRETO, W O ; DE OLIVEIRA, H P . Multidomain Galerkin-collocation method: spherical collapse of scalar fields II. Classical and Quantum Gravity , v. 38, p. 225004, 2021.

  • ALCOFORADO, M.'A. ; ARANHA, R.'F. ; BARRETO, W.'O. ; DE OLIVEIRA, H.'P. . New numerical framework for the generalized Baumgarte-Shapiro-Shibata-Nakamura formulation: The vacuum case for spherical symmetry. Physical Review D , v. 104, p. 084065, 2021.

  • ARANHA, RAFAEL FERNANDES ; SOARES, IVANO DAMIÃO ; TONINI, EDUARDO VALENTINO . Gravitational wave luminosity and net momentum flux in head-on mergers of black holes: Radiative patterns and mode mixing. Physical Review D , v. 94, p. 064017, 2016.

  • ARANHA, R. F. ; SOARES, I. Damião ; TONINI, E. V. . Gravitational wave recoils in non-axisymmetric Robinson-Trautman spacetimes. European Physical Journal C. Particles and Fields , v. 74, p. 3097, 2014.

  • ARANHA, R F ; SOARES, I DAMIÃO ; TONINI, E V . The BondiSachs 4-momentum in non-axisymmetric RobinsonTrautman spacetimes. Classical and Quantum Gravity (Print) , v. 30, p. 025014, 2013.

  • R. F. ARANHA ; SOARES, I. D. ; TONINI, E. V. . Mass-energy and momentum extraction by gravitational wave emission in the merger of two colliding black holes: The non-head-on case. Physical Review. D, Particles, Fields, Gravitation, and Cosmology , v. 85, p. 024003, 2012.

  • R. F. ARANHA ; SOARES, I. D. ; TONINI, E. V. . Mass-energy radiative transfer and momentum extraction by gravitational wave emission in the collision of two black holes. Physical Review. D, Particles, Fields, Gravitation, and Cosmology , v. 81, p. 104005, 2010.

  • ARANHA, R. ; SOARES, I. ; TONINI, E. . Kick processes in the merger of two colliding black holes. Physical Review. D. Particles, Fields, Gravitation, and Cosmology (Online) , v. 82, p. 104033, 2010.

  • ARANHA, R. F. ; DAMIÃO SOARES, I. ; OLIVEIRA, H. P. ; TONINI, E. V. . ENERGY AND MOMENTUM LOSS BY GRAVITATIONAL RADIATION EMISSION IN THE COLLISION OF TWO SCHWARZSCHILD BLACK HOLES. International Journal of Modern Physics A , v. 24, p. 1583-1587, 2009.

  • ARANHA, R. F. ; DE OLIVEIRA, H. P. ; DAMIÃ'O SOARES, I. ; TONINI, E. V. . THE EFFICIENCY OF GRAVITATIONAL BREMSSTRAHLUNG PRODUCTION IN THE COLLISION OF TWO SCHWARZSCHILD BLACK HOLES. International Journal of Modern Physics D , v. 17, p. 2049, 2008.

  • R. F. ARANHA ; OLIVEIRA, H. P. ; SOARES, I. D. ; TONINI, E. V. . Nonlinear Resonance in Bouncing Braneworld Universes and Initial Conditions for Inflation. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics , v. 10, p. 1-21, 2007.

  • SIFFERT, B. B. ; R. F. ARANHA . A primeira detecção direta de ondas gravitacionais. Iberoamérica Divulga - Organização dos Estados Iberoamericanos, 22 jun. 2016.

  • R. F. ARANHA ; SOARES, I. D. ; TONINI, E. V. . Mass and Momentum Extraction by Gravitational Waves in the Merger of Two Colliding Black Holes: the Non-Head-On Case. In: Proceedings of Mario Novello's 70th Anniversary Symposium, 2012, Rio de Janeiro. Proceedings of Mario Novello's 70th Anniversary Symposium. São Paulo: Editora Livraria da Fisica, 2012. p. 371.

  • R. F. ARANHA ; SOARES, I. D. ; TONINI, E. V. . The Kick Processes in the Collision of Two Black Holes. In: Proceedings of the XLVIth Rencontres de Moriond, 2011. 47th Rencontres de Moriond, 2011. p. 439.

  • R. F. ARANHA ; SOARES, I. D. ; TONINI, E. V. . Mass-Energy Extraction and Momentum Loss by Gravitational Radiation Emission in the Collision of Two Schwarzschild Black Holes. In: Marcel Grossmann Meeting 12, 2009, Paris. Proceedings of the Twelfth Marcel Grossmann Meeting on General Relativity, 2009.

  • R. F. ARANHA ; SOARES, I. D. ; TONINI, E. V. . Gravitational wave recoil in non-head-on collision of black holes. In: 50th Rencontres de Moriond: 2015 Gravitation: 100years after GR, 2015, 2015, La Thuile. 50th Rencontres de Moriond, 2015. v. 1. p. 365-366.

  • R. F. ARANHA . Kick Processes in the Merger of Black Holes. 2014. (Apresentação de Trabalho/Seminário).

  • R. F. ARANHA ; SOARES, I. D. ; TONINI, E. V. . Mass-energy and Momentum Extraction by Gravitational Wave Emission in the Merger of Two Colliding Black Holes: The Non-head-on Case. 2012. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

  • R. F. ARANHA ; BODE, T. ; HAAS, R. ; LAGUNA, P. . Tidal Disruption of a Main Sequence Star by a Super-massive Black Hole Binary. 2012. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

  • R. F. ARANHA ; SOARES, I. D. ; TONINI, E. V. . Kick Processes in the Merger of Two Black Holes. 2010. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

  • R. F. ARANHA ; SOARES, I. D. ; TONINI, E. V. . Mass-energy radiative transfer and momentum extraction by gravitational wave emission in the collision of two black holes. 2009. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

  • R. F. ARANHA ; OLIVEIRA, H. P. ; SOARES, I. D. ; TONINI, E. V. . Energy and Momentum Loss by Gravitational Radiation Emission in the Collision of Two Schwarzschild Black Holes. 2008. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

  • R. F. ARANHA ; OLIVEIRA, H. P. ; SOARES, I. D. ; TONINI, E. V. . Gravitational Radiation Emission by Nonlinear Perturbations of Black Holes in Motion. 2008. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

  • R. F. ARANHA ; OLIVEIRA, H. P. ; SOARES, I. D. ; TONINI, E. V. . The Efficiency of Gravitational Bremsstrahlung Production in the Collision of Two Black Holes. 2007. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

Projetos de pesquisa

  • 2017 - Atual

    Explorando Fronteiras da Física Nuclear de Altas Energias, Descrição: Minha colaboração no projeto está vinculada ao seguinte subtema: Sinais de ondas gravitacionais provenientes de sistemas compostos por estrelas de nêutron com equações de estado não-politrópicas. Nesta parte do projeto será analisada a influência de equações de estado não-politrópicas nos sinais de ondas gravitacionais provenientes de sistemas formados por estrelas de nêutron. A recente detecção de ondas gravitacionais pelo consórcio LIGO abriu um novo ramo de estudo na Astrofísica contemporânea e um entendimento pleno das diversas fontes emissoras de radiação gravitacional se mostra necessário. No caso de fontes formadas por estrelas de nêutrons, os casos mais importantes estão concentrados em produção de radiação vinda de pulsares, supernovas e colisões entre binárias (colisão NS-NS). Além do caso gravitacional, é possível analisar também sinais radiativos com contrapartes eletromagnéticas, formando um estudo completo de multimensagens. O estudo teórico da emissão de ondas gravitacionais será dado por intermédio de técnicas computacionais que formam a base do que compreende-se hoje na literatura de Relatividade Numérica. Já existe um estudo bem avançado nesta área descrevendo sistemas formados por estrelas de nêutron cujas equações de estado são dadas por aproximações politrópicas. A inserção de equações de estado mais realísticas é um passo complexo, porém necessário para um maior entendimento da Astrofísica de estrelas de nêutron e, consequentimente, para o estudo de ondas gravitacionais. Na prática, serão investigadas, inicialmente, a possibilidade de construção de dados iniciais computacionais que representem sistemas de estrelas de nêutrons com equações de estado não-politrópicas, além da estabilidade destes objetos, via modelos perturbativos. Após este processo, a análise da estabilidade destes sistemas será realizada mediante integrações numéricas das equações de campo e verificação da dinâmica do sistema. Para isto serão utilizadas equações que introduzem termos gravitacionais tanto newtonianos quanto einsteinianos (Relatividade Geral). Como vias de análise numérica podem ser destacados dois formalismos a serem estudados: i) modelos de Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) e Simulações de N Corpos (N-Body Simulation), onde a gravitação é vista sob os seus dois regimes (newtoniano e relativístico); ii) integração das equações de Einstein descritas pelo formalismo de Baumgarte-Shapiro-Shibata-Nakamura (BSSN). É importante ressaltar a necessidade de se analisar todos os regimes e métodos, pois as equações de estado a serem introduzidas não garantem a estabilidade do processo. Assim, o primeiro ponto fundamental desta parte do projeto é o de construir soluções numéricas estáveis, além de classificar possíveis novas instabilidades e/ou selecionar critérios de estabilidade. Após este passo, serão investigados os sinais de ondas gravitacionais e suas dependências com relação aos diferentes parâmetros das equações de estado construídas. Com isso, pode-se construir um catálogo de sinais de onda a serem comparados num futuro próximo com os dados observacionais coletados nos detectores de ondas gravitacionais (LIGO, VIRGO, eLISA, etc.).. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael Fernandes Aranha - Integrante / Letícia Faria Domingues Palhares - Integrante / Gabriel Denicol - Integrante / Ulisses Barres - Integrante / Marcelo Guimarâes - Integrante / Bruno Werneck Mintz - Integrante / Rodrigo Picanço Negreiros - Coordenador., Financiador(es): FAPERJ - Auxílio financeiro.

  • 2017 - Atual

    Quantização dos modos de ondas gravitacionais provenientes da fusão de buracos negros, Descrição: Segundo o modelo padrão das partículas elementares, o gráviton seria a partícula mediadora da interação gravitacional, como o fóton está para a teoria eletromagnética. Apesar dessa previsão, esse mediador nunca foi detectado de fato e mesmo sua descrição teórica é, até hoje, incompleta devido à falta de uma teoria de Gravitação Quântica bem estabelecida. Uma forma de se investigar tais partículas bosônicas é através de uma quantização particular de sistemas emissores de ondas gravitacionais, sem uma quantização geral prévia dos objetos presentes na teoria da Relatividade Geral. Simulações de sistemas astrofísicos como, por exemplo, binárias de buracos negros, colapso gravitacional de estrelas, além de sistemas cosmológicos perturbados, formam os principais objetos de investigação acerca desta possibilidade. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael Fernandes Aranha - Coordenador.

  • 2016 - Atual

    Apoio aos Grupos de Pesquisa Associados ao Programa de Pós-Graduação em Física da Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Descrição: O Programa de Pós-Graduação em Física (PPGF) da Universidade do Estado do Rio de Janeiro, integrante do Instituto de Física Armando Dias Tavares (IFADT-UERJ) tem evoluído consideravelmente nos últimos anos em função de uma continuada aplicação de esforços humanos e materiais na formação de recursos humanos em nível de Mestrado e Doutorado. Atualmente, dos 36 professores em atividade no Programa, 21 são bolsistas de produtividade CNPq, com muitos destes participantes em colaborações internacionais, o que coloca o PPGF-UERJ em uma posição relevante no panorama científico nacional e internacional. Como resultado, o Programa é procurado por dezenas de estudantes que desejam obter seu título de mestre ou doutor. Um marco concreto desta evolução foi a recente promoção do Programa à Nota 5 da CAPES. O auxílio solicitado neste projeto tem por objetivo a aquisição de equipamentos e serviços de forma a permitir o funcionamento pleno das instalações do PPGF, fomentar a pesquisa dos grupos vinculados atualmente ao Programa de Pós-Graduação, e ampliar a capacidade de pesquisa e de prestação de serviços à comunidade através do caráter multiusuário dos Laboratórios de pesquisa do Instituto de Física da Uerj. Esperamos que tal aplicação de recursos torne possível a manutenção do atual curso progressivo do PPGF-UERJ, dos laboratórios e grupos associados, assim como a sua integração à comunidade científica nacional, com forte impacto nas suas produções tanto na formação de recursos humanos quanto na geração e divulgação de trabalhos técnico-científicos.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael Fernandes Aranha - Integrante / Henrique Pereira de Oliveira - Integrante / Bruno Werneck Mintz - Integrante / Marcelo Chiapparini - Integrante / Ada Petronila López Giménez - Integrante / Alberto Franco de Sá Santoro - Integrante / Antonio Vilela Pereira - Integrante / Bruno de Pinho Alho - Integrante / Cesar Augusto Linhares da Fonseca Junior - Integrante / Daniel Gustavo Barci - Integrante / Dilson de Jesus Damião - Integrante / Eduardo Pilád Nobrega - Integrante / Helena Brandão Malbouisson - Integrante / Helio Nogima - Integrante / José Roberto Pinheiro Mahon - Integrante / Liebert Parreiras Nogueira - Integrante / Luiz Guilherme Silva Duarte - Integrante / Luiz Martins Mundim Filho - Integrante / Marcelo Santos Guimarães - Integrante / Marcio André Lopes Capri - Integrante / Marcos Vinicius Colaço Gonçalves - Integrante / Pedro Jorge von Ranke Perlingeiro - Integrante / Raul José da Silva Câmara M. da Fonseca - Integrante / Rodrigo Maier - Integrante / Rudnei de Oliveira Ramos - Integrante / Sandra da Silva Pedro - Integrante / Sandro Fonseca de Souza - Integrante / Santiago Esteban Perez Bergliaffa - Integrante / Silvio Paolo Sorella - Coordenador / Vinícius da Silva Ramos de Sousa - Integrante / Vitor Emanuel Rodino Lemes - Integrante / Vitor Oguri - Integrante / Wagner de Paula Carvalho - Integrante., Financiador(es): FAPERJ - Auxílio financeiro.

  • 2015 - Atual

    Evolução Numérica de Espaços-tempos Gerais com Rotação, Projeto certificado pelo(a) coordenador(a) Ivano Damião Soares em 23/11/2017., Descrição: Espaços-tempos gerais com congruência de geodésicas nulas em rotação representam um grande celeiro de estudo acerca da não-linearidade do campo gravitacional, segundo a teoria da Relatividade Geral. Soluções estacionárias (Petrov tipo D) desses espaços-tempos são compostas por 10 (dez) métricas, onde alguns de seus casos particulares sào dados pelas soluções de Kerr, NUT, métrica-C e Schwarzschild. A aplicabilidade dessas métricas gerais está na determinação dos estágios finais da sua dinâmica, onde, espera-se, que os casos estacionários acima descritos sejam obtidos. Esta primeira análise já seria importante o suficiente para investigar a evolução de sistemas astrofísicos, como, por exemplo, buracos negros perturbados por matéria ou até mesmo eventos mais energéticos como colisões entre binárias de buracos negros. A presença da componente rotacional introduz na dinâmica funções complexas que devem ser tratadas anteriormente de forma analítica fim de que os códigos numéricos para o desenvolvimento da dinâmica sejam construídos sem a introdução de problemas posteriores. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael Fernandes Aranha - Integrante / Ivano Damião Soares - Coordenador.

  • 2012 - Atual

    Utilização e Manutenção das Ferramentas Computacionais do Consórcio Einstein Toolkit, Descrição: O consórcio computacional Einstein Toolkit é o ambiente de códigos numéricos voltados para a solução de problemas em Cosmologia, Relatividade e Astrofísica mais utilizado mundialmente. O consórcio conta com mais 95 membros, incluindo o autor, de 53 instituições internacionais. Os principais objetivos do projeto estão na utilização plena dos códigos-fonte do consórcio, assim como na sua manutenção e na inclusão de uma instituição brasileira como membro permanente. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael Fernandes Aranha - Integrante / Pablo Laguna - Coordenador.

  • 2012 - Atual

    Encontro Entre Buracos Negros e Estrelas na Fase Main-Sequence: Simulações Computacionais Através do Consórcio Einstein Toolkit, Descrição: O objetivo principal desse projeto de pesquisa consiste na utilização do consórcio computacional Einstein Toolkit para o estudo de encontros entre buracos negros supermassivos e estrelas na fase Main-Sequence, com parâmetros solares. É o primeiro estudo neste tema que utiliza as equações da Relatividade Geral como fonte da dinâmica das simulações computacionais. Para tal, uma série de subobjetivos podem ser destacados; i) utilizar de forma plena o software Einstein Toolkit, incluindo configurações, montagem, execução, pós-processamento de dados e visualização destes; ii) construir e desenvolver ?thorns? próprios, em conjunto com a Georgia Tech, de acordo com a necessidade da pesquisa adotada; iii) Aplicar o conhecimento adquirido dos códigos do Einstein Toolkit para simular numericamente o encontro de buracos negros e estrelas em sua fase Main-Sequence. Este objetivo é dividido em três partes; iv) simular a colisão entre um único buraco negro e uma estrela para vários parâmetros iniciais; v) comparar os resultados obtidos com os casos simulados com SPH, principalmente as taxas de acreção, luminosidade e densidade máxima fora do horizonte aparente do buraco negro; vi) estudar o problema de três corpos entre a colisão de binárias de buracos negros e uma única estrela, apontando as diferenças teóricas e computacionais com o caso de um único buraco negro. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael Fernandes Aranha - Integrante / Tanja Bode - Integrante / Roland Haas - Integrante / Pablo Laguna - Coordenador.

  • 2008 - Atual

    Construção de Condições Iniciais Características para os Problemas de Bondi-Sachs e Robinson-Trautman, Projeto certificado pelo(a) coordenador(a) Ivano Damião Soares em 01/08/2012., Descrição: O estudo teórico de sistemas gravitacionais na zona de campo forte exige a utilização das equações de Einstein da Relatividade Geral como alicerce dinâmico. Porém, a determinação real do sistema físico analisado tem sua origem no estabelecimento de condições iniciais bem postas ao sistema de equações, sejam estas de qualquer classe. No caso do problema de valor inicial característico da Relatividade Geral, poucas condições iniciais são conhecidas na literatura, apesar da solução numérica dos casos de Robinson-Trautman e de Bondi-Sachs já possuir grande progresso. Os objetivos desta linha de pesquisa são, primeiramente, obter foliações iniciais nulas que representem sistemas cosmológicos e astrofísicos de interesse, seguidamente de estabelecer uma relação biunívoca de obtenção de condições inicias entre os casos de Bondi-Sachs e Robinson-Trautman. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael Fernandes Aranha - Integrante / Ivano Damião Soares - Coordenador / Eduardo Valentino Tonini - Integrante.

  • 2008 - Atual

    Colisões de Buracos Negros via Formalismo Característico, Projeto certificado pelo(a) coordenador(a) Ivano Damião Soares em 01/08/2012., Descrição: Este projeto descreve a colisão entre buracos negros através dos espaços-tempos de Robinson-Trautman. As métricas de Robinson-Trautman representam sistemas emissores de radiação gravitacional (tipos de Petrov N, II, D e III) e sua dinâmica é regida por equações-mestras não lineares (uma de vínculo e uma dinâmica), provenientes da solução das equações de Einstein. Para a obtenção das soluções dessas equações, é necessário um tratamento numérico, desde a caracterização dos dados iniciais, passando pela evolução característica a partir destes e, finalmente, descrevendo a configuração final. Para isso, utilizamos códigos numéricos, através de uma interface integrada Maple/C++, para a construção de soluções aproximadas das equações do campo gravitacional. Deste estudo, constroem-se formalmente dados iniciais característicos correspondendo a dois buracos negros em fusão, caracterizando-os através de parâmetros massa, velocidade e ângulo de incidência. Analisando numericamente a dinâmica a partir desses dados iniciais, verificamos o padrão de Bremsstrahlung da radiação extraída ao longo da colisão, calculamos a eficiência de energia emitida e caracterizamos a configuração final como sendo a de um único buraco negro, remanescente, com parâmetros de massa e velocidade finais muito bem definidos. Também calculamos a distribuição de momento linear da configuração final, onde foram verificados dois regimes de emissão de radiação. O grande salto para um maior entendimento do sistema se deu com a introdução do quadrivetor momento de Bondi-Sachs, descrito em termos das coordenadas de Robinson-Trautman. Com isso, foi possível descrever numericamente, ao longo de todo o processo de tranferência de energia-momento, dois novos regimes de emissão de radiação; um inicial, onde o sistema é acelerado, seguido de um segundo regime de deceleração que, por sua vez, evolui para um regime estacionário, sem emissão de qualquer tipo de radiação. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael Fernandes Aranha - Integrante / Ivano Damião Soares - Coordenador / Eduardo Valentino Tonini - Integrante.

Projetos de desenvolvimento

  • 2017 - Atual

    Construção e Utilização de Códigos Computacionais Voltados para a Astrofísica Computacional, Descrição: O atual projeto de pesquisa visa a construção e utilização de ferramentas computacionais para o desenvolvimento de pesquisa voltadas para Astrofísica Computacional. O fato de já existirem no mercado algumas dessas ferramentas não impossibilita a aquisição de novas tecnologias, baseando-se no fato de que existem diferentes necessidades nos diferentes grupos de pesquisa e estas necessidades requerem uma especificidade dos códigos. Assim, pretende-se criar uma plataforma computacional, escrita em C++/Python e que forneça habilidades diversas acerca de algorítmos como, por exemplo, Smoothed Particle Hydrodynamics, N-Body Particles, soluções de EDP's, Grid Hydrodynamics, entre outros métodos. Estes métodos são conhecidos mundialmente por estarem diretamente relacionados à pesquisa de simulações de eventos astrofísicos de grande importância, como: ruptura estelar, formação de estrelas, estrutura e evolução estelar, explosões de supernovas, formações de estruturas cosmológicas, entre outros temas. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Integrantes: Rafael Fernandes Aranha - Coordenador.

  • 2017 - Atual

    Construção e Utilização de Códigos Computacionais Voltados para a Astrofísica Computacional, Descrição: O atual projeto de pesquisa visa a construção e utilização de ferramentas computacionais para o desenvolvimento de pesquisa voltadas para Astrofísica Computacional. O fato de já existirem no mercado algumas dessas ferramentas não impossibilita a aquisição de novas tecnologias, baseando-se no fato de que existem diferentes necessidades nos diferentes grupos de pesquisa e estas necessidades requerem uma especificidade dos códigos. Assim, pretende-se criar uma plataforma computacional, escrita em C++/Python e que forneça habilidades diversas acerca de algorítmos como, por exemplo, Smoothed Particle Hydrodynamics, N-Body Particles, soluções de EDP's, Grid Hydrodynamics, entre outros métodos. Estes métodos são conhecidos mundialmente por estarem diretamente relacionados à pesquisa de simulações de eventos astrofísicos de grande importância, como: ruptura estelar, formação de estrelas, estrutura e evolução estelar, explosões de supernovas, formações de estruturas cosmológicas, entre outros temas. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Integrantes: Rafael Fernandes Aranha - Coordenador.

  • 2017 - Atual

    Construção e Utilização de Códigos Computacionais Voltados para a Astrofísica Computacional, Descrição: O atual projeto de pesquisa visa a construção e utilização de ferramentas computacionais para o desenvolvimento de pesquisa voltadas para Astrofísica Computacional. O fato de já existirem no mercado algumas dessas ferramentas não impossibilita a aquisição de novas tecnologias, baseando-se no fato de que existem diferentes necessidades nos diferentes grupos de pesquisa e estas necessidades requerem uma especificidade dos códigos. Assim, pretende-se criar uma plataforma computacional, escrita em C++/Python e que forneça habilidades diversas acerca de algorítmos como, por exemplo, Smoothed Particle Hydrodynamics, N-Body Particles, soluções de EDP's, Grid Hydrodynamics, entre outros métodos. Estes métodos são conhecidos mundialmente por estarem diretamente relacionados à pesquisa de simulações de eventos astrofísicos de grande importância, como: ruptura estelar, formação de estrelas, estrutura e evolução estelar, explosões de supernovas, formações de estruturas cosmológicas, entre outros temas. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Integrantes: Rafael Fernandes Aranha - Coordenador.

Prêmios

2011

Melhor Tese de Doutorado, Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas.

Histórico profissional

Endereço profissional

  • Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Departamento de Física Teórica. , Rua São Francisco Xavier, 524 - Sala 3001-D, Maracanã, 20550900 - Rio de Janeiro, RJ - Brasil, Telefone: (21) 23340228, URL da Homepage:

Experiência profissional

2015 - Atual

Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Vínculo: , Enquadramento Funcional: Professor Adjunto, Carga horária: 40, Regime: Dedicação exclusiva.

2004 - 2006

Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Vínculo: Bolsista, Enquadramento Funcional: Bolsista de Iniciação Científica, Carga horária: 8

Outras informações:
Execução de projeto de Iniciação Cientifica e de monografia

Atividades

  • 08/2021

    Direção e administração, Departamento de Física Teórica.,Cargo ou função, Sub-chefe de Departamento.

  • 09/2019

    Pesquisa e desenvolvimento, Departamento de Física Teórica.,Linhas de pesquisa

  • 02/2019

    Pesquisa e desenvolvimento, Departamento de Física Teórica.,Linhas de pesquisa

  • 09/2015

    Pesquisa e desenvolvimento, Departamento de Física Teórica.,Linhas de pesquisa

  • 08/2021 - 12/2021

    Ensino, Física, Nível: Graduação,Disciplinas ministradas, Mecânica Geral, Física Teórica e Experimental I (Lab)

  • 03/2021 - 06/2021

    Ensino, Física, Nível: Graduação,Disciplinas ministradas, Mecânica Analítica, Física Experimental I (Lab)

  • 08/2020 - 12/2020

    Ensino, Física, Nível: Graduação,Disciplinas ministradas, Mecânica Analítica, Física Teórica e Experimental I (Lab)

  • 08/2019 - 12/2019

    Ensino, Fisica, Nível: Graduação,Disciplinas ministradas, Física Matemática III, Física Teórica e Experimental I - Lab, Mecânica dos Meios Contínuos, Métodos Matemáticos

  • 02/2019 - 06/2019

    Ensino, Fisica, Nível: Graduação,Disciplinas ministradas, Mecânica Geral, Física Teórica e Experimental I

  • 08/2018 - 12/2018

    Ensino, Fisica, Nível: Graduação,Disciplinas ministradas, Física I - Lab, Física Teórica e Experimental I - Lab, Física Matemática I

  • 02/2018 - 06/2018

    Ensino, Fisica, Nível: Graduação,Disciplinas ministradas, Física Matemática II, Física V - Lab, Física Teórica e Experimental I - Lab, Mecânica Física I - Lab

  • 08/2017 - 12/2017

    Ensino, Fisica, Nível: Graduação,Disciplinas ministradas, Física Matemática III, Métodos Matemáticos, Física V - Lab, Física Teórica e Experimental I - Lab, Mecânica Física I - Lab

  • 02/2017 - 06/2017

    Ensino, Fisica, Nível: Graduação,Disciplinas ministradas, Física Matemática II, Física Teórica e Experimental I - Lab, Introdução à Relatividade Geral

  • 08/2016 - 12/2016

    Ensino, Fisica, Nível: Graduação,Disciplinas ministradas, Física Matemática III (Física), Física Teórica e Experimental I - Lab (Engenharia), Introdução à Relatividade Geral (Física)

  • 09/2015 - 12/2015

    Ensino, Física, Nível: Graduação,Disciplinas ministradas, Física I (Lab) - Geologia/Oceonografia, Física I (Lab) - Química, Física para Matemática (Lab) - Matemática, Física Teórica e Experimental I (Lab) - Engenharia

  • 03/2004 - 03/2006

    Estágios , Departamento de Física Teórica.,Estágio realizado, Perturbações de buracos negros de Schwarzschild.

2011 - 2013

Georgia Institute Of Technology

Vínculo: Bolsista recém-doutor, Enquadramento Funcional: Pesquisa em Relatividade Numérica, Carga horária: 40, Regime: Dedicação exclusiva.

Atividades

  • 07/2011

    Pesquisa e desenvolvimento, Center for Relativistic Astrophysics.,Linhas de pesquisa

2013 - Atual

Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas

Vínculo: Bolsista, Enquadramento Funcional: Pesquisa em Relatividade Numérica, Carga horária: 40, Regime: Dedicação exclusiva.

2006 - 2011

Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas

Vínculo: Bolsista, Enquadramento Funcional: Bolsista de doutorado, Carga horária: 40

Atividades

  • 04/2006 - 04/2011

    Pesquisa e desenvolvimento, Coodenação de Física Teórica.,Linhas de pesquisa