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Sua tese de doutorado, introduziu os modelos cosmológicos com parametro de desaceleração constante, do qual só se conheciam dois casos particulares antes de Berman, propor uma série infinita de tais modelos, que hoje são utilizados cotidianamente nos trabalhos científicos sobre Cosmologia.[4]
Descobriu que o universo tem vorticidades (rotação universal), o que explica um retardamento das cápsulas espaciais da NASA.[5] O The New York Academy of Sciences Magazine atribuiu a Berman a solução deste problema da NASA.[6] Propôs também uma solução para o Programa Machiano de Einstein,[7] que implica reconciliar as ideias de Ernst Mach, pelas quais havia acelerações absolutas no universo, enquanto a Teoria da Relatividade Geral propugna só acelerações relativas.[8][9][10] Demonstrou que os buracos negros têm parte da energia não-confinada no interior e que a densidade de energia total do universo é zero, portanto, não pode ser infinita na origem dos tempos, ou seja, a singularidade inicial infinita não existe. Outrossim, demonstrou que é verdadeira a conjetura de Stephen Hawking e Alan Guth, segundo a qual o universo sai a partir de uma flutuação quântica e expande inflacionariamente (exponencialmente), provando o correspondente teorema, junto com L.A. Trevisan, seu aluno de pós-doutorado.[11][12]
Demonstrou, como perturbações na densidade, geram crescimento exponencial na fase inflacionaria, destarte mostrando como surgem as galaxias no Universo, durante a fase inflacionaria, na teoria escalar-tensorial da Relatividade generalizada.Outrossim, demonstrou que também na fase inflacionaria, amplificam-se as ondas gravitacionais, desde que se considere válida a Teoria Escalar-Tensorial, que generaliza a Relatividade Geral, com explicita adequação ao Princípio de Mach, que estão neste preciso momento, em fase de verificação experimental.[13]
Provou, junto com Newton da Costa, que o universo é estável, tanto localmente como globalmente.[14] Provou que o gravitomagnetismo aparece na linearização da Relatividade Geral, e que a energia gravitomagnética aparece nos buracos negros de Kerr-Newman.Ao calcular essa energia, notou que embora para observador infinitamente afastado, ela vale Mc², de acordo com a famosa equação de Einstein, para observador dentro do horizonte do buraco, ela tem um valor decrescente, a medida que o raio vai diminuindo, por colapso gravitacional, chegando ao ponto de se tornar zero.Como na sequencia, se continuasse o colapso, a energia se tornaria negativa, Berman afirma que a singularidade inicial, ou seja, o ponto de densidade de energia pontual infinita, nunca é atingido, pois o que acontece, é que, chegado ao ponto de energia zero, o buraco negro se torna um buraco branco, e reverte-se o colapso em expansão, surgindo um buraco-branco..[15][16] Provou que na linearização da Relatividade Geral, aparece o termo de rotação universal.[17], Demonstrou que, ao contrário do modelo isentrópico padrão, a entropia do universo cresce com sua expansão, o que faz uma ponte com as leis da termodinâmica[18] . Finalmente, estipulou a condição matemática pela qual a positividade da energia não gravitacional do universo fica assegurada.[19]. Provou que o Universo pode ser assemelhado a um buraco-branco (antítese do buraco-negro), donde sua estabilidade fica garantida também.[20][21]
Formação de galáxias, através da teoria perturbativa da densidade no universo primordial
Obras
Livros publicados
Ótica Geométrica: Estudo Programado. Com C.D.D. César. Curitiba: Gráfica e Editora DB, 1972
Cálculo Tensorial e Relatividade Geral: Uma Introdução. 2ª edição. Com F.M. Gomide, São Paulo: McGraw-Hill, 1987. ISBN 0-07-450058-9
Introdução à Cosmologia Relativística. 2ª edição. Com F.M. Gomide. São Paulo: McGraw-Hill, 1988. ISBN 978-8820738723
Aprenda a Estudar Eficientemente. Curitiba: Editora Albert Einstein, 1993. 2ª Edição 2011. ISBN 978-85-85190-00-2
Introduction to General Relativity and the Cosmological Constant Problem. Nova Science, Nova Iorque (2007) ISBN 978-1594547171
Introduction to General Relativistic and Scalar-Tensor Cosmologies. Nova Science, Nova Iorque (2007) ISBN 978-1600210136
A Primer in Black Holes, Mach´s Principle, and Gravitational Energy, Nova Science, Nova Iorque (2008) ISBN 978-1600217951
Philosophy of Science: Brief History, com Fernando de Mello Gomide. Booksurge Publishing,Charleston. (2009) ISBN 978-1439276648
General Relativity and the Pioneers Anomaly. Nova Science Publishers Inc ,Nova Yorque(2012) ISBN 978-1621000037
Realization of Einstein´s Machian Program. Nova Science Publishers, Nova Iorque (2012) ISBN 978-1619421646
Capítulos de livros publicados
Energy of Black-Holes and Hawking´s Universe, in Trends in Black-Hole Research”(Chapter 05)-pages 147-162, ed. Paul V. Kreitler, Nova Science, N.Y.(2006)-ISBN 1-59454-475-1
Energy, Brief History of Black-Holes, and Hawking´s Universe, in "New Developments in Black Hole Research"Chapter 05, pages 185-202, ed. By Paul V. Kreitler, Nova Science,New York (2006)-ISBN 1-59454-641-X
Rotation of the Expanding Zero-Energy Universe , Chapter 12, pp 285/0in Big Bang: Theory, Assumptions and Problems,edited by Jason R. O'Connell and Alice L. Hale, Nova Science Publishers, New York (2012). Co-author-F.M.Gomide.-- ISBN 978-1-61324-577-4
Entropy Growth in the Universe, Chapter 8, pp 229/242 in Big Bang: Theory, Assumptions and Problems, edited by Jason R. O'Connell and Alice L. Hale, Nova Science Publishers, New York (2012)-- ISBN 978-1-61324-577-4
Editoria de livros
Editor da versão brasileira do livro de Stephen Hawking (1997), “The Illustrated A Brief History of Time” (na versão brasileira, Editora Albert Einstein, Curitiba—ISBN 85-85190-035).
Artigos em revistas especializadas
Tem mais de cem artigos científicos publicados em revistas internacionais especializadas, além de cerca de 200 artigos em jornais brasileiros, dentre os quais,"O Estado de S. Paulo", "Folha de S. Paulo", "Gazeta Mercantil", e, "O Estado do Paraná".[2]
↑Berman, Marcelo Samuel. «On the zero-energy Universe»(PDF) (em inglês) International Journal of Theoretical Physics, 48(11):3278-3286, 2009.
↑Berman, Marcelo Samuel e Trevisan, Luis Augusto. «On the creation of the Universe out of nothing» (em inglês) !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link) International Journal of Modern Physics, D19:1309-1313, 2010.
↑Berman,Marcelo Samuel (2007)-Introduction to General Relativistic and Scalar-Tensor Cosmologies (Nova Science Publishers, New York)
↑Marcelo Samuel Berman e Newton C.A. da Costa. «On the Stability of Our Universe» (em inglês) Journal of Modern Physics, 3(29):1211-1215, 2012.
↑Berman, Marcelo Samuel (2007)-Energy,Brief History of Black-Holes, and Hawking´s Universe,in New Developments in Black Hole Research, edited by Paul Kreitler, Nova Science Publishers, New York.
↑Berman, Marcelo Samuel-A Primer in black-Holes, Mach´s Principle angd Gravitational Energy (2008)-Nova Science Publishers, New York
↑.General Relativity and the Pioneers Anomaly, Nova Science Publishers Inc (1 April 2012) ISBN 978-1621000037
↑Berman, Marcelo Samuel- Is the Universe a White-hole?. Astrophys. Space Science,311, 359-361,(2007). Los Alamos Archives, http://arxiv.org/abs/physics/0612007