Relatividade Geral (soluções exatas), Relatividade Numérica (problema de dois buracos negros e colisão de "paredes" cósmicas) e buracos negros, estrelas compactas e ondas gravitacionais em geral.

Textos publicados:

OLIVEIRA, Samuel Rocha de. Deterministic chaos: a pedagogical review of the double pendulum case. Revista Brasileira de Ensino de Física, v.46, 2024. DOI: 10.1590/1806-9126-RBEF-2024-0060. Disponível em:  https://www.scielo.br/j/rbef/
Comentário: O artigo tem por objetivo revisar de forma abrangente a dinâmica do pêndulo duplo, enfatizando seu comportamento caótico, e avaliar seu potencial pedagógico. Insere-se no contexto do ensino de Física, articulando conceitos de mecânica clássica, matemática e computação, ao explorar o o caos determinístico em um sistema aparentemente simples. A fundamentação teórica abrange conceitos de caos determinístico e ferramentas matemáticas (mapas de Poincaré, expoentes de Lyapunov) aplicadas ao pêndulo duplo, enquanto o contexto educacional destaca a necessidade de integrar temas avançados (como o caos) em cursos de mecânica para tornar a aprendizagem mais instigante e interdisciplinar.
Do ponto de vista metodológico, o estudo combina revisão conceitual e simulações numéricas: utiliza métodos computacionais (como o algoritmo de Runge-Kutta de 4ª ordem) para simular o movimento do pêndulo duplo e visualizar suas trajetórias complexas. Esses procedimentos permitiram examinar a sensibilidade às condições iniciais e outros aspectos do comportamento caótico. Como principal contribuição, o artigo demonstra o valor pedagógico do pêndulo duplo como ferramenta interdisciplinar de ensino, conectando Física (dinâmica não linear), Matemática (sistemas dinâmicos, cálculo diferencial) e Computação (simulação numérica). Evidencia-se que o estudo do caos através desse sistema concreto pode tornar mais tangíveis conceitos abstratos, enriquecendo a experiência do estudante. A relevância do artigo para o Ensino de Física está em promover a compreensão de sistemas caóticos de forma acessível e motivadora, mostrando aos futuros físicos ou professores como fenômenos de caos determinístico podem ser abordados em sala de aula de maneira experimental e interdisciplinar, reforçando a ligação entre teoria e prática no ensino de mecânica clássica.

OLIVEIRA, Samuel Rocha de. Por que o céu é escuro à noite? Considerações geométricas com um olhar histórico e pedagógico do paradoxo de Olbers. Revista Brasileira de Ensino de Física, v.42, e20200381, 2020. DOI: 10.1590/1806-9126-RBEF-2020-0381. Disponível em: https://www.scielo.br/j/rbef/a/cp4XGgFxn65xRvwpPCQTvVG/.
Comentário: Este artigo aborda, de forma didático-científica, o Paradoxo de Olbers – a clássica questão astronômica "por que o céu noturno é escuro se o universo tem infinitas estrelas?" – com o propósito de oferecer considerações geométricas, históricas e pedagógicas sobre o tema. O texto se insere no contexto do Ensino de Física (mais especificamente de Astrofísica/Cosmologia básica) e busca tornar acessível aos estudantes e professores um problema que conecta conceitos de astronomia, física e matemática. O autor inicia revisitando as formulações históricas do paradoxo, passando por pensadores como Kepler e Olbers, e apresenta as soluções modernas baseadas na Cosmologia (tais como a expansão do universo e a idade finita das estrelas). O diferencial está em utilizar argumentos geométricos simples para quantificar o brilho do céu e mostrar de que modo esses fatores cosmológicos contribuem para a escuridão da noite.
Em termos metodológicos, embora seja um artigo teórico, ele conduz uma espécie de experimento mental quantitativo: é feito um cálculo aproximado do brilho total do céu considerando um universo estático infinito e, posteriormente, introduzem-se correções graduais nesse modelo (como o efeito da expansão cósmica e a finitude temporal das estrelas) para demonstrar matematicamente a diminuição do brilho resultante. Esse percurso matemático-conceitual, apresentado de forma acessível, quantifica que a expansão do universo explica pouco mais da metade da escuridão observada, enquanto o restante se deve à distribuição finita de estrelas no espaço-tempo. A exposição equilibra rigor e simplicidade, evitando cálculo complicado e recorrendo a analogias geométricas (por exemplo, dividir o céu em camadas esféricas concêntricas de estrelas) compreensíveis a alunos de nível médio ou início de graduação. Como contribuição pedagógica principal, o artigo demonstra que o paradoxo de Olbers pode ser explorado didaticamente como um excelente tema interdisciplinar: envolve Astronomia (natureza das estrelas e do universo), Física (óptica e radiação), Matemática (estimativas e geometria do espaço) e História da Ciência (evolução das ideias científicas). O autor sugere que trazer essa discussão para a sala de aula – por exemplo, desafiando os alunos com a pergunta inicial e guiando-os pelas possíveis respostas – estimula a curiosidade e o pensamento crítico. Além disso, ao mostrar a resolução moderna do paradoxo, os estudantes têm a oportunidade de entender conceitos de Cosmologia (como Big Bang e universo dinâmico) de maneira contextualizada e motivadora. A relevância do trabalho para o Ensino de Física reside, portanto, em fornecer um roteiro e embasamento para professores trabalharem um tema sofisticado de forma instigante e acessível. O céu escuro deixa de ser um fato trivial e torna-se ponto de partida para discutir modelos de universo, finitude/infinito e método científico (por que uma pergunta simples intrigou a ciência por séculos). Em suma, o artigo colabora para enriquecer o currículo de física com um tópico normalmente ausente nos livros-texto tradicionais, mas que tem alto potencial formativo, pois conecta saberes e demonstra a natureza evolutiva do conhecimento científico.