Geodésicas em Relatividade Geral: Da Teoria à Simulação Computacional de Órbitas de Partículas teste Partículas de Teste

Descrição

Este projeto de Iniciação Científica, a ser submetido ao Edital PIBIC/UFCG 2026, propõe o desenvolvimento de uma abordagem didática que integra a teoria da Relatividade Geral à simulação computacional de geodésicas – as trajetórias seguidas por partículas de teste em espaços-tempos curvos. Reconhecendo a barreira imposta pelo formalismo matemático da teoria (cálculo tensorial, geometria diferencial) aos estudantes de graduação, o projeto tem como objetivo geral conduzir o aluno desde a formulação teórica das equações das geodésicas até a implementação prática de simulações interativas em Python, comparando os regimes newtoniano e relativístico. A metodologia está organizada em quatro fases ao longo de 12 meses: na primeira, o aluno estuda geometria diferencial e ferramentas computacionais (NumPy, SymPy); na segunda, implementa um integrador para o problema de Kepler (órbitas newtonianas); na terceira, deduz e codifica as equações geodésicas para a métrica de Schwarzschild, explorando o conceito de potencial efetivo; na quarta, realiza simulações de fenômenos como a precessão do periélio de Mercúrio, a deflexão da luz pelo Sol e a queda radial em um buraco negro, além de desenvolver uma interface gráfica interativa. Como resultados esperados, o projeto entregará um relatório técnico-científico com os códigos-fonte documentados, simulações demonstrativas e um material didático inédito que poderá ser utilizado em disciplinas de Física Geral e Astrofísica, contribuindo para a formação interdisciplinar do aluno e para a popularização da ciência no ambiente acadêmico da UFCG.