Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2008401 bytes, checksum: 1a2186640b6b4c662a10bfe93717ba45 (MD5) Previous issue date: 2011-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Assuming that the space-time is endowed with a non-Riemannian geometry given by a Weyl manifold, we formulate a theory of gravitation which generalizes General Relativity and is invariant under Weyl transformations. First, we obtain the gravitational field equations in a Weyl integrable space-time from a variational principle. Second, we generalize both the geodesic s postulates and the clock s postulate to deal with the motion of test particles and light beams that follow the auto-parallels curves of Weyl integrable space-time, called Weyl geodesics. Thirdly, we discussed the question of invariance under Weyl transformations and introduce the concepts of representations of the gravitational field and the notions ofWeyl frame (gauge) and Einstein frame (gauge). Fourth, we obtain the Newtonian limit of the theory. Fifth, we discuss the symmetries of Weyl integrable space-times and the issue of constants of motion related to Weyl geodesics. Finally, we present a solution of the field equations which represents a static and spherically symmetric gravitational field in a Weyl frame and compute the same effects of the gravitational field used as tests of General Relativity in the Solar System, where we get the same results of General Relativity but now related to both the metric and the Weyl scalar field. / Considerando o espaço-tempo dotado de uma geometria não-Riemanniana dado por uma variedade de Weyl integrável, formulamos uma teoria da gravitação que generaliza a Relatividade Geral e que apresenta invariância sob transformações de Weyl. Em primeiro lugar, formulamos as equações do campo gravitacional em um espaço-tempo de Weyl integrável a partir de um principio variacional. Em segundo lugar, generalizamos os postulados da geodésica e do relógio abordando o movimento de partículas de teste e de raios de luz que seguem auto-paralelas do espaço-tempo de Weyl, denominadas de geodésicas de Weyl. Em terceiro lugar, discutimos a questão da invariância sob transformações de Weyl e introduzimos os conceitos de representações do campo gravitacional e as noções de gauge ou frame de Weyl e de Einstein. Em quarto lugar, obtemos o limite newtoniano da teoria. Em quinto lugar, discutimos as simetrias do espaço-tempo de Weyl integrável e determinando as constantes do movimento associadas as geodésicas de Weyl. Finalmente, apresentamos uma solução das equações de campo para um campo gravitacional estático e esfericamente simétrico em um frame de Weyl e calculamos os mesmos efeitos do campo gravitacional utilizados como testes da Relatividade Geral no Sistema Solar, onde obtemos os mesmos resultados da Relatividade Geral, mas agora dependentes tanto com a métrica quanto com o campo escalar de Weyl.

Orientador: Sandro Silva e Costa. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós Graduação em Física, 2010.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-10-18T18:35:27Z No. of bitstreams: 1 LUIZ CORDEIRO DE LIMA NETO – DISSERTAÇÃO (PPGFísica) 2013.pdf: 963611 bytes, checksum: 83952da12a3c82dcd16e85616b111271 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-18T18:35:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LUIZ CORDEIRO DE LIMA NETO – DISSERTAÇÃO (PPGFísica) 2013.pdf: 963611 bytes, checksum: 83952da12a3c82dcd16e85616b111271 (MD5) Previous issue date: 2013-03-26 / Capes / Este trabalho apresenta elementos complementares da formação no nível de mestrado em Física. Discutimos, principalmente, aspectos de Relatividade Geral e Teoria Quân- tica de Campos. Deforma detalhada, explanamos a obtenção das soluções de Reissner- Nordström para as equações de Einstein que mostram a dependência dos buracos negros carregados da sua massa e da sua carga. Analisamos, também, os casos onde a massa difere numericamente da carga conhecidos como casos não-extremos, e os casos onde estas grandezas são equivalentes conhecidos como extremos. Discutimos, também, as leis da mecânica dos buracos negros e a inevitável comparação com as leis usuais da Termodinâmica e, conforme foi demonstrado por Hawking, que essas semelhanças são um fenômeno físico explicado pela a mecânica quântica. Ao rever estes estudos, Unruh percebeu que um observador acelerado em um espaço plano mede radiação térmica. Os estudos apresentados nesta dissertação constituem o embasamento necessário para o trabalho em inúmeras áreas de desenvolvimento da Física na atualidade, visto que os buracos negros carregados (em dimensões extras) possuem uma ligação com a teoria das cordas, uma das teorias mais promissoras para a construção da teoria quântica da gravitação. / This work presents complementary elements of training at the master’s degree level in Physics. We discussed, mainly, aspects of General Relativity and Quantum Field Theory. In details we expounded the obtaining of Reissner-Nordström’s solutions for Einstein’s equations that show the dependence of charged black holes on their massand charge. We also the cases in which the mass differs numerically from charge, known as non- extreme cases, and cases where the sequantities are equivalent, known as extreme. We also discuss the laws of mechanics of black holes and thein evitable comparison with the usual law softhermo dynamics and still, as demonstrated by Hawking, that the se similarities are physical phenomena explained by Quantum Mechanics. By reviewing thes estudies, Unruh realized that an accelerated observerina flat space me asures thermal radiation. The studies presented in this dissertation formed the necessary principles for research in several are as of development of physics now a days, where as the charged black holes (in extradimensions) are connected with the String Theory, one of the most promising theories for construction of the Quantum Theory of Gravitation.

As teorias de gravitação invariante por escala propõem uma variação com relação ao tempo da constante gravitacional ou da massa dos objetos que constituem o universo. Desta forma a intensidade da interação gravitacional também se torna variável, modificando sensivelmente o comportamento do universo. Algumas teorias foram propostas no decorrer do século, porém, descartadas devido a problemas técnicos e de concordância com dados observacionais. trabalho a ser apresentado nesta dissertação está fundamentado em uma teoria de gravitação invariante por escala, a qual vem atualmente sendo desenvolvida e é denominada teoria penta-dimensional Espaço-Tempo-Massa. Tal teoria propõe a quantidade de massa de repouso como uma quantidade extensiva, de maneira a introduzi-la na métrica e torná-la variável. Diversos trabalhos foram realizados com esta teoria, incluindo alguns, o estudo de modelos cosmológicos. Investigaremos aqui a extensão do modelo cosmológico de Bianchi tipo V, que é um dos mais importantes modelos do universo. Duas métricas foram propostas e as soluções das equações de campo da teoria SD-Espaço-Tempo-Massa para tais métricas foram obtidas. Tais soluções correspondem a espaços não-planos. Um estudo sobre singularidades na métrica e na curvatura foi realizado para ambas as métricas, em adição, o tensor de energia-momento induzido foi obtido para as métricas e as suas propriedades investigadas. Através da análise do tensor de Kretschmann verificou-se a ausência de singularidades efetivas nos modelos 5D abordados, sugerindo uma distribuição finita de energia devido a inclusão da massa de repouso. / The scale invariant gravitational theories propose the time variation either in the gravitational constant or in the rest mass of the objects that constitute the universe. By this way the intensity of the gravitational interaction varies as well, changing accordingly the behavior of the universe. Several theories have been proposed in the literature, however most of them have been discharged due to drawbacks in thecnicalities or lack of agreement with observational data. The work conducted here takes into account a 5-dimensional theory called SpaceTime- Mass, which proposes that the rest mass be na extensible quantity that change with time. Severa! investigations have been done so far with this theory, some o f them including cosmological studies. Here we will investigate the 5D extension of the Bianchi type V cosmological model, which is one of the most important model of the universe. Two metrics are proposed and the solution of the corresponding 5D-Spae-Time-Mass field equations are found. Both solutions shown to be non-flat spaces. The singularity behavior of the metric and curvature were done, the induced energy-momentum tensor for both metrics were determined and their properties were investigated. Through the analysis of the Kretschmann tensor, it has been shown that there is no effective singularity in the space, which suggest that there is a finite distribution of energy due to the inclusion of the rest mass variable.

As teorias de gravitação invariante por escala propõem uma variação com relação ao tempo da constante gravitacional ou da massa dos objetos que constituem o universo. Desta forma a intensidade da interação gravitacional também se torna variável, modificando sensivelmente o comportamento do universo. Algumas teorias foram propostas no decorrer do século, porém, descartadas devido a problemas técnicos e de concordância com dados observacionais. trabalho a ser apresentado nesta dissertação está fundamentado em uma teoria de gravitação invariante por escala, a qual vem atualmente sendo desenvolvida e é denominada teoria penta-dimensional Espaço-Tempo-Massa. Tal teoria propõe a quantidade de massa de repouso como uma quantidade extensiva, de maneira a introduzi-la na métrica e torná-la variável. Diversos trabalhos foram realizados com esta teoria, incluindo alguns, o estudo de modelos cosmológicos. Investigaremos aqui a extensão do modelo cosmológico de Bianchi tipo V, que é um dos mais importantes modelos do universo. Duas métricas foram propostas e as soluções das equações de campo da teoria SD-Espaço-Tempo-Massa para tais métricas foram obtidas. Tais soluções correspondem a espaços não-planos. Um estudo sobre singularidades na métrica e na curvatura foi realizado para ambas as métricas, em adição, o tensor de energia-momento induzido foi obtido para as métricas e as suas propriedades investigadas. Através da análise do tensor de Kretschmann verificou-se a ausência de singularidades efetivas nos modelos 5D abordados, sugerindo uma distribuição finita de energia devido a inclusão da massa de repouso. / The scale invariant gravitational theories propose the time variation either in the gravitational constant or in the rest mass of the objects that constitute the universe. By this way the intensity of the gravitational interaction varies as well, changing accordingly the behavior of the universe. Several theories have been proposed in the literature, however most of them have been discharged due to drawbacks in thecnicalities or lack of agreement with observational data. The work conducted here takes into account a 5-dimensional theory called SpaceTime- Mass, which proposes that the rest mass be na extensible quantity that change with time. Severa! investigations have been done so far with this theory, some o f them including cosmological studies. Here we will investigate the 5D extension of the Bianchi type V cosmological model, which is one of the most important model of the universe. Two metrics are proposed and the solution of the corresponding 5D-Spae-Time-Mass field equations are found. Both solutions shown to be non-flat spaces. The singularity behavior of the metric and curvature were done, the induced energy-momentum tensor for both metrics were determined and their properties were investigated. Through the analysis of the Kretschmann tensor, it has been shown that there is no effective singularity in the space, which suggest that there is a finite distribution of energy due to the inclusion of the rest mass variable.

As teorias de gravitação invariante por escala propõem uma variação com relação ao tempo da constante gravitacional ou da massa dos objetos que constituem o universo. Desta forma a intensidade da interação gravitacional também se torna variável, modificando sensivelmente o comportamento do universo. Algumas teorias foram propostas no decorrer do século, porém, descartadas devido a problemas técnicos e de concordância com dados observacionais. trabalho a ser apresentado nesta dissertação está fundamentado em uma teoria de gravitação invariante por escala, a qual vem atualmente sendo desenvolvida e é denominada teoria penta-dimensional Espaço-Tempo-Massa. Tal teoria propõe a quantidade de massa de repouso como uma quantidade extensiva, de maneira a introduzi-la na métrica e torná-la variável. Diversos trabalhos foram realizados com esta teoria, incluindo alguns, o estudo de modelos cosmológicos. Investigaremos aqui a extensão do modelo cosmológico de Bianchi tipo V, que é um dos mais importantes modelos do universo. Duas métricas foram propostas e as soluções das equações de campo da teoria SD-Espaço-Tempo-Massa para tais métricas foram obtidas. Tais soluções correspondem a espaços não-planos. Um estudo sobre singularidades na métrica e na curvatura foi realizado para ambas as métricas, em adição, o tensor de energia-momento induzido foi obtido para as métricas e as suas propriedades investigadas. Através da análise do tensor de Kretschmann verificou-se a ausência de singularidades efetivas nos modelos 5D abordados, sugerindo uma distribuição finita de energia devido a inclusão da massa de repouso. / The scale invariant gravitational theories propose the time variation either in the gravitational constant or in the rest mass of the objects that constitute the universe. By this way the intensity of the gravitational interaction varies as well, changing accordingly the behavior of the universe. Several theories have been proposed in the literature, however most of them have been discharged due to drawbacks in thecnicalities or lack of agreement with observational data. The work conducted here takes into account a 5-dimensional theory called SpaceTime- Mass, which proposes that the rest mass be na extensible quantity that change with time. Severa! investigations have been done so far with this theory, some o f them including cosmological studies. Here we will investigate the 5D extension of the Bianchi type V cosmological model, which is one of the most important model of the universe. Two metrics are proposed and the solution of the corresponding 5D-Spae-Time-Mass field equations are found. Both solutions shown to be non-flat spaces. The singularity behavior of the metric and curvature were done, the induced energy-momentum tensor for both metrics were determined and their properties were investigated. Through the analysis of the Kretschmann tensor, it has been shown that there is no effective singularity in the space, which suggest that there is a finite distribution of energy due to the inclusion of the rest mass variable.