Made available in DSpace on 2014-08-16T02:01:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000460260-Texto+Completo-0.pdf: 4336940 bytes, checksum: dca359fe8c5ae44e193444e9c8fcfd08 (MD5) Previous issue date: 2014 / Missions to Mars and return astronauts to the Moon may be true in the near future, which will expose them upon hypogravity environments. Some techniques are applied to simulate gravitational force reduced to prepare the crew to better adapt to those environments. This study aimed to develop a prototype of a lower body positive pressure (LBPP), as an alternative to the simulations currently used. This device is able to unload a volunteer on a physical exercise device, creating a hypogravity environment, simulating the human gait, for studies in space physiology. For development of the LBPP was necessary planning since its conception until the final prototype with functionality testing. A control system has been implemented for closed-loop pressure control. Equipment were identified and adapted such as blower, frequency inverter to control the blower, sensors (pressure, temperature and humidity), load cells to measure apparent weight of volunteer, microcontroller, treadmill for gait simulation and Neoprene short for connection of volunteer to a Neoprene membrane. Equipment and instrumentation were also developed to integrate and facilitate the system. Was developed the main chamber of a flexible PVC material, a metallic structure for height adjustment. Also was developed the instrumentation of load cells, as well as instrumentations of the sensors to adapt and read by the microcontroller. Furthermore it was necessary to develop software for data acquisition, the instrumentation of the blower and the frequency inverter to digital control by the microcontroller and an emergency circuit to ensure safety operation of the equipment. Experimental results shown that the LBPP is able to reduce the apparent weight of a load with similar weight values on Mars and the Moon, reaching the goal, where it was possible to verify that the pressure ratio and apparent weight is inversely proportional, which confirmed the theory. / Missões tripuladas para Marte e o retorno a Lua poderão concretizar-se em um futuro próximo, onde irão expor os astronautas a ambientes de hipogravidade. Técnicas de redução da força gravitacional são aplicadas como medidas para preparação da tripulação a uma melhor adaptação a tais ambientes. O presente trabalho objetivou desenvolver um protótipo funcional de uma câmara de pressão positiva (CPP), sendo uma alternativa às simulações utilizadas atualmente. Tal dispositivo é capaz de diminuir o peso aparente do voluntário sobre um sistema de exercícios físicos, gerando um ambiente de hipogravidade para estudos em fisiologia espacial. Para o desenvolvimento da CPP foi necessário um planejamento desde sua idealização até o protótipo final com testes de funcionalidade. Primeiramente foi idealizado um sistema de controle em malha-fechada para o controle da pressão. Para isso foram identificados e adaptados diversos equipamentos como soprador, inversor de frequência para o controle do soprador, sensores de pressão, temperatura e umidade, células de carga para mensurar o peso aparente do voluntário, microcontrolador, esteira ergométrica para simulação da marcha em hipogravidade e um short para conectar o voluntário à membrana de Neoprene. Equipamentos e instrumentação também foram desenvolvidos para integrar e viabilizar o sistema. Foi desenvolvida uma câmara composta de material flexível de PVC, uma estrutura metálica para ajuste de altura e também instrumentação das células de carga e dos sensor de pressão, temperatura e umidade para adaptação e leitura pelo microcontrolador. Além disso foi necessária o desenvolvimento de um software para aquisição de dados a instrumentação do soprador e do inversor de frequência para o controle digital do microcontrolador e um circuito de emergência para garantir a segurança do voluntário. Resultados experimentais mostram que a CPP é capaz de diminuir o peso aparente de uma carga com valores semelhantes ao peso em Marte e Lua, atingindo seu objetivo, onde foi possível verificar que a relação de pressão e peso aparente é inversamente proporcional, confirmando a teoria.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000446580-Texto+Completo-0.pdf: 3601669 bytes, checksum: 881d3e7054c94775a8688fe24f29c16f (MD5) Previous issue date: 2013 / Recent studies show that in flights the crew members suffer with the physiological effects resulting from the gravitational force and its variations. To demonstrate the effects caused by this force, human centrifuges are used in pilot training. With the goal of monitoring and controlling data sent by a human centrifuge, the development of a measurement and data acquisition system was proposed. The centrifuge used in the Project was recently developed at the Microgravity Centre/FENG PUCRS with a low cost budget, being powered by exercise and having good mobility when compared to the other conventional models of centrifuges. The proposed system, which is the central theme of this dissertation, was divided into four stages: capture, transmission, display and storage of the data acquired during tests with the human centrifuge. These data comprise the ones from the centrifuge itself, as well as the ones from the volunteers involved in the tests. The capture and transmission stages are performed by boards developed in the project and transmission software. The other two stages are performed only by software. Each one comprising of: control of physiological data, of data generated by the centrifuge, of video data and environmental data monitoring. This system allows tests performed in the human centrifuge to have more accurate results and to be able to provide greater security for the individual submitted to simulated hypergravity. / Os estudos recentes mostram que em voos aeroespaciais os tripulantes sofrem com os efeitos fisiológicos resultantes da força gravitacional. Para demonstrar os efeitos causados por essa força, são utilizadas centrífugas humana. Com o objetivo de monitorar e controlar os dados emitidos por uma centrífuga humana é proposto o desenvolvimento de um sistema de mensuração e aquisição de seus dados. A centrífuga utilizada no projeto foi desenvolvida recentemente no Centro de Microgravidade – PUCRS com um orçamento de baixo custo, possuindo boa mobilidade comparada a outros modelos convencionais de centrífugas. O sistema proposto para controla-la é dividido em quatro etapas de aquisição de dados: captação, transmissão, exibição e armazenamento. As etapas de captação e transmissão são realizadas através de placas desenvolvidas no projeto e software de transmissão. Já as outras duas etapas são realizadas apenas por software. Cada uma delas compreende: controle dos dados fisiológicos, de dados gerados pela centrífuga, de dados de vídeo e o controle dos dados do ambiente. Esse sistema permite que os testes realizados na centrífuga humana tenham resultados mais precisos e ofereçam uma maior segurança para o indivíduo submetido à hipergravidade, através do controle eficaz de seus dados fisiológicos.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-11-09T14:18:52Z No. of bitstreams: 1 2012_ThiagoVelozoTrufini.pdf: 1101674 bytes, checksum: 77e002dd5667ce151a1e5fd3a3c3739c (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-11-12T10:33:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_ThiagoVelozoTrufini.pdf: 1101674 bytes, checksum: 77e002dd5667ce151a1e5fd3a3c3739c (MD5) / Made available in DSpace on 2012-11-12T10:33:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_ThiagoVelozoTrufini.pdf: 1101674 bytes, checksum: 77e002dd5667ce151a1e5fd3a3c3739c (MD5) / Modelos bidimensionais de gravitação surgem naturalmente na descrição de diversos fenômenos físicos. Grande parte desses modelos visam entender o processo de criação do Universo no cenário pré Big-Bang, provendo também testes não-triviais no contexto da teoria quântica de campos. A gravitação bidimensional acoplada com o campo dilaton (G2dD) vem sendo bastante estudada. Ela se mostra como um sistema integrável na teoria clássica, assim, a estruturação da integrabilidade nos possibilita entender as soluções clássicas não-perturbativas e assim proceder com as quantização. A G2dD é bastante similar com o modelo sigma não linear (SNL), que também é integrável. No entanto, diferente da G2dD, o SNL não é quantizável usando a teoria de sistemas integráveis - isso ocorre graças ao comportamento ambíguo entre os parênteses de Poisson de suas matrizes de monodromia, que codificam todas as informações do modelo integrável. Recentemente, um interessante modelo da gravitação quântica foi proposta por Ho\v{r}ava. Esse modelo, chamado de Horava-Lifshitz (HL), vem sendo extensivamente estudado e explorado no meio científico. Ele propõe alterações na gravitação de Einstein de forma que a mesma seja renormalizável e, consequentemente, quantizável. Para ser uma teoria coerente, a HL deve tender a relatividade padrão de Einstein nos limites de baixas energias. Outro fato importante é que para altas energias a HL se transforma numa teoria bidimensional efetiva. Utilizando o HL como uma motivação, estudamos a gravitação bidimensional através do formalismo da Integrabilidade. Calculamos os parênteses de Poisson entre as matrizes de monodromia do modelo principal do campo quiral (PCM), que é um tipo de SNL bidimensional, e obtivemos a ambiguidade dessa estrutura. O mesmo foi feito para a G2dD, cujo resultado foi único e viável. Comparamos então as características e peculiaridades entre o PCM e a G2dD e observamos o papel fundamental que o dilaton possui: viabilizar a estrutura de Poisson, tornando o modelo quantizável pelo formalismo da integrabilidade. Visando tornar o trabalho acessível a todo público interessado nessa área da Física, fizemos uma revisão sobre grande parte dos pontos cruciais da teoria que são importantes para o entendimento do nosso resultado. Achamos necessário também preencher nosso trabalho com muita álgebra, levando em consideração o número elevado de pontos sutis. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Two-dimensional models of gravitation arise naturally in the description of various physical phenomena. Most of these models aim to understand the process of creating the universe in the pre-Big Bang scenario, as well as provide various non-trivial tests in the context of the quantum eld theory. The two-dimensional gravity coupled with dilaton eld (G2dD) has been a subject of intense research in the recent years. It has integrable structure in the classical theory, and, therefore, allows one to understand both the classical non-perturbative solutions, as well as proceed with the quantization of the model. The G2dD has a similar to the nonlinear sigma model (SNL) structure, which is also integrable on the classical level. However, unlike G2dD, SNL is not quantizable easily using the theory of integrable systems - this is due to the ambiguous behavior of the algebra of the monodromy matrices, which encode the complete information of integrable structure. Recently, an interesting model of quantum gravity has been proposed by Ho rava. This model, called Ho rava-Lifshitz (HL), has been extensively studied and explored in the scienti c community in the last few years. He proposed changes in Einstein's gravitation theory so that it is renormalizable and therefore makes sense in the context of the quantum eld theory. To be a coherent theory, HL must tend to the standard Einstein's relativity in the low-energy limits, and one of the consequences of the HL theory is the important feature that for high energies HL becomes e ectively a two-dimensional theory. Using the HL as a motivation, we study two-dimensional gravitation utilizing the formalism of integrability. We calculate the Poisson brackets between monodromy matrices of the principal chiral model(PCM), which is a type of two-dimensional SNL, and show how the ambiguity of this structure appears. The same is done for G2dD, where we show that the ambiguity is removed, and the result is unique and well-de ned. We then compare the characteristics and peculiarities between the PCM and G2dD and note the key role played by the dilaton eld, due to which the Poisson structure becomes regularized, making the model quantizable in the framework of integrable models. Aiming to make the work accessible to everyone interested in this area of physics, we review in details most of the crucial points, that are important for understanding of our results, and include various non-trivial calculations explicitly, which should be especially useful for interested students.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2007. / Submitted by Fabrícia da Silva Costa Feitosa (fabriciascf@gmail.com) on 2009-12-16T00:47:45Z No. of bitstreams: 1 2007_MarcusViniciusOliveiraVeiga.PDF: 241244 bytes, checksum: 218176dd860d2baefae5815e5cbf220d (MD5) / Approved for entry into archive by Carolina Campos(carolinacamposmaia@gmail.com) on 2010-01-11T16:03:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_MarcusViniciusOliveiraVeiga.PDF: 241244 bytes, checksum: 218176dd860d2baefae5815e5cbf220d (MD5) / Made available in DSpace on 2010-01-11T16:03:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_MarcusViniciusOliveiraVeiga.PDF: 241244 bytes, checksum: 218176dd860d2baefae5815e5cbf220d (MD5) Previous issue date: 2007-03-23 / O Teleparalelismo Equivalente à Relatividade Geral, TEGR, mostra-se como uma alternativa à formulação métrica da Relatividade Geral, principalmente por permitir, a partir de seu formalismo Hamiltoniano, uma definição consistente para o momento-energia gravitacional, o que não é possível na Relatividade Geral usual. É discutida a proibição ou não da localizabilidade da energia gravitacional pelo princípio da equivalência. A expressão obtida para o momento-energia gravitacional é estendida para um conjunto arbitrário de campos de tetrada, que não necessariamente obedecem condições de contorno assintóticas. A expressão é aplicada aos casos das métricas de Kerr e de Bondi. No primeiro caso é calculada a energia contida no horizonte de eventos externo do buraco negro e a energia total, enquanto que para a métrica de Bondi é calculada a energia total do sistema. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Teleparallel Equivalent of General Relativity, TEGR, is an alternative to the metric formulation of General Relativity, mainly by allowing, in the Hamiltonian formalism, a consistent definition for the gravitational energy-momentum, which is not possible in the usual formulation of General Relativity. It is discussed the existence or not of the localizability of the gravitational energy in view of the equivalence principle. The expression previously obtained for the gravitational energy-momentum is extended to an arbitrary set of tetrad-fields, which not necessarily presents asymptotic boundary conditions. The expression is addressed in the context of the Kerr and Bondi metrics. In the first case it is calculated the energy contained in the external horizon of the black hole and the total energy, and for the Bondi metric it is calculated the total energy of the space-time.

A finalidade deste trabalho é estabelecer as conexões entre física de buracos negros e termodinâmica, atentando para eventuais semelhanças e diferenças entre ramos aparentemente bem diversos da física moderna. Tais conexões foram inicialmente buscadas e estabelecidas na década de 1970, graças ao trabalho de S. Hawking e Jacob D. Bekenstein, entre outros, e sucessivamente aprofundadas nos anos subseqüentes, notadamente na última década. O mérito maior do primeiro foi estabelecer a emissão de radiação com espectro térmico por buracos negros em geral, mesmo aqueles desprovidos de rotação e carga (buracos negros de Schwarzschild). O segundo encarregou-se de correlacionar leis termodinâmicas clássicas com processos envolvendo buracos negros. Neste trabalho, procuramos inicialmente estudar os buracos negros de Schwarzschild e Kerr-Newman no tocante às suas propriedades gerais, bem como o problema do movimento de partículas nos espaços-tempos em questão, para discutir-se brevemente o problema de extração de energia de buracos negros, como apontado por Penrose e outros. Estabelecidas as propriedades gerais, pode-se enfim derivar a Termodinâmica destes buracos, correlacionando-se entropia e área, e obter expressões para a temperatura de corpo negro dos mesmos - em perfeita consonância com a derivação de Hawking, não abordada aqui, feita através da Teoria Quântica de Campos. Com a temperatura, pode-se estudar as capacidades térmicas, reveladores de propriedades típicas de buracos negros não compartilhadas por sistemas clássicos. A reboque destas, entra a discussão sobre a estabilidade termodinâmica de buracos negros em ensembles canônicos e microcanônicos, através do método das séries lineares, de Poincaré, fechando o presente trabalho. Assim, os capítulos 1 e 2 tratam das soluções de Schwarzschild e Kerr-Newman, respectivamente, abordando-lhes as propriedades gerais e o problema do movimento de partículas, materiais ou não, nessas geometrias. O capítulo 3 estabelece as pontes entre Termodinâmica e buracos negros, sendo crucial para o restante do trabalho. No capítulo 4 estudamos temperaturas e capacidades térmicas de diversos buracos negros, e finalmente no capítulo 5 vem o problema da estabilidade termodinâmica dos buracos negros. / In the present work, we have established the connections between black-hole physics and thermodynamics, searching for similarities and differences between these two branches of physicxs, which might look quite far apart. Such links were first sought for and established during the 1970s, thanks to the pioneering work of S. Hawking and Jacob D. Bekenstein, among others, and continuously developed in the following years, notably in the last decade. Hawking's major achievement was the prediction, from arguments based on Quantum Field Theory, that black holes radiate with a thermal spectrum, even the uncharged and nonrotating ones (the Schwarzschild black holes). Bekenstein's biggest merit was to find the link between classical thermodynamical laws and processes involving black holes. In this work, we started with Schwarzschild and Kerr-Newman black holes, working out their general properties, as well as the problem of particle motion in such spacetimes, so that we could briefly discuss the issue of energy extraction from black holes, as established by Penrose and others. Once the general features of these black holes were known, it was possible to derive the black-hole thermodynamics, due to a simple relation between black-hole entropy and area. Expressions for the black-hole temperature were then easily obtained, in perfect agreement with Hawking's own derivation, not considered here. With temperatures at hand, heat capacities could be thoroughly examined, showing intrinsic properties of black holes, not shared by classical systems. The question of thermodynamic stability of black holes arose naturally from heat capacity analysis, and we have analysed black holes in both the microcanonical and canonical ensembles, in the light of Poincaré's linear series method, completing the current work. Chapters 1 and 2 deal with the Schwarzschild and Kerr-Newman solutions, respectively, deriving their general features and working out particle motion in these geometries. Chapter 3 establishes the links between black-hole physics and thermodynamics, being of crucial importance for the subsequent chapters. Chapter 4 provides an extensive study of black-hole temperatures and heat capacities, paving the way for the last chapter, Chapter 5, concerning to thermodynamic stability of black holes.

É fato sabido que, de todas as interações fundamentais da Natureza que conhecemos, a gravitacional é a que acopla mais fracamente com a matéria. Isso sugere que na maior parte dos processos físicos a força gravitacional desempenha papel diminuto. Por outro lado, na Teoria Quântica de Campos é atribuído ao estado de vácuo uma rica estrutura, a qual é indispensável para uma descrição consistente da Natureza. No entanto, implicações experimentais diretas dessa estrutura são muito sutis e requerem sistemas cuidadosamente projetados para serem observadas, como é o caso do Efeito Casimir. À luz dos fatos mencionados acima, é de se esperar que na fusão minimamente consistente entre Gravitação e Mecânica Quântica, a chamada Teoria Quântica de Campos em Espaços-tempos Curvos, efeitos relacionados a perturbação do vácuo pelo campo gravitacional sejam muito difíceis de serem observados. De fato, a despeito de sua importância conceitual, o efeito de evaporação de buracos negros é praticamente impossível de ser observado para sistemas astrofísicos. No curso deste doutoramento, todavia, foi mostrado que essa crença é falsa e que é possível que existam situações em que a evolução bem comportada do espaço-tempo força a densidade de energia de vácuo a tornar-se dominante sobre a densidade de energia clássica que gera o espaço-tempo de fundo. Uma vez despertado, o vácuo passaria a dirigir a evolução do sistema gravitacional, o que poderia ter consequências inesperadas em contextos astrofísicos. Qualquer que seja seu destino, é razoável esperar que a retroação do vácuo aja sobre o sistema gravitacional de forma a cessar as instabilidades. Com essa simples observação é possível concluir que quando o vácuo adormece novamente processos de criação de partículas em profusão podem ser engendrados. / It is well known that the gravitational interaction is the weakest among the fundamental forces in Nature. This fact suggests that Gravity plays a minor part in the majority of physical process. On the other hand, in Quantum Field Theory a rich structure is attributed to the vacuum state, which is imperative for a consistent description of the more basic processes in Nature. Nevertheless, the direct experimental implications of this structure are very subtle and their observation requires specially designed systems, as in the case of the Casimir Effect. Therefore, it is reasonable to expect that effects related to the perturbation of the quantum vacuum by gravitational fields, described by the framework of Quantum Field Theory in Curved Space-times, would be hard to be observed. This is the case of the black hole evaporation effect. In spite of its conceptual importance, this effect is virtually impossible to be observed for astrophysical black holes. Notwithstanding, here it is argued that this belief is false and that there exist well-behaved space-time evolutions where the vacuum energy density of free quantum fields is forced by the very same background space-time to become dominant over the classical energy density. Once it has been awakened, the quantum vacuum would overrule the dynamics of the entire gravitational system, which may bear some unexpected astrophysical implications. Whatever turns out to be the fate of the system, it seems reasonable to conjecture that the vacuum backreaction will act in order to cease the quantum instabilities. Through this simple observation it is possible to conclude that when the vacuum falls dormant particles are released as consequence.

Essa dissertação consiste de uma revisão dos resultados clássicos sobre a termodinâmica de buracos negros bem como de uma análise crítica das extensões recentes da relação entre a termodinâmica e a dinâmica gravitacional e suas implicações. / This dissertation consists of a revision of the classical results concerning the thermodynamics of black holes as well as a critical analysis of the recent extensions of the relationship between thermodynamics and the gravitational dynamics and its implications.

Orientador: Alberto Vazquez Saa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-17T16:45:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dadam_Fabio_D.pdf: 1924347 bytes, checksum: 659b242dc84dcd65c774c8d252ca54b4 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O objetivo do presente trabalho foi o de estudar as oscilações de alguns wormholes na tentativa de se encontrar candidatos que apresentassem soluções exatas para modos quase normais. Apresentamos uma nova classe de wormholes estáticos que generaliza os wormholes de Morris-Thorne pela inclusão de dois parâmetros adicionais a fim de distorcer a simetria esférica e alcançar equações de perturbação onde o potencial pode ser dissociado das respectivas auto-frequências. A nova métrica provou ser muito geral no sentido de que a maioria das geometrias de wormhole estudadas atualmente na literatura podem ser expressas como casos particulares dela. As equações de Teukolsky para esta métrica geral foram determinadas por meio do formalismo de Newman-Penrose e, em consequência deste processo, obtivemos um tipo de solução com freqüências de MQN exatas, a menos de uma equação transcendental. Esse tipo especial de solução foi usado para aproximar potenciais de buracos negros de uma forma semelhante às quadraturas. Estudamos também a propagação de ondas eletromagnéticas ao longo das soluções do tipo wormhole através do formalismo de Newman Penrose e, seguindo certos critérios, obtivemos certos tipos de geometrias de wormhole que são capazes de modelar barreiras de Coulomb ou Morse. Esses resultados podem indicar que wormholes poderiam ser usados no futuro como modelos para sistemas físicos, como as supercordas são usadas atualmente, e também como guia nos chamados modelos análogos de grativação. Finalmente, estudamos outros tipos de soluções do tipo "estrelas exóticas", as chamadas dobras espaciais. Esperamos que as equações, e especialmente os princípios, apresentados neste trabalho ajudem futuros pesquisadores a procurar wormholes susceptíveis a fornecer fontes para uma descrição exata das ondas gravitacionais e uma percepção mais profunda do problema das singularidades na Relatividade Geral e na Mecânica Quântica / Abstract: The aim of the present work was to study the oscillations of certain wormholes in an attempt to find candidates for exact solutions of quasinormal modes. We presented a new class of static wormholes which generalizes Morris-Thorne wormholes by adding two additional parameters in order to distort spherical symmetry and achieve perturbation equations where the potential may be decoupled from the frequency. The new metric proved to be very general in the sense that most of the current wormhole geometries studied in the literature can be expressed as particular cases of it. The Teukolsky equations for this class of wormholes were determined via Newman-Penrose formalism and, as a result of this procedure, we constructed one special solution with exact QNM frequencies except for a transcendental equation. This special type of solution is used to approximate black hole potentials in a similar manner than quadratures. We also studied the propagation of electromagnetic waves in wormhole solutions through Newman-Penrose formalism and, following a set of criteria, we obtained certain types of wormhole geometries that are capable of modeling Coulomb or Morse scatterers. These results may indicate that wormholes could be used in the future as models for physical systems just as superstrings are used today. Finally, we studied other kinds of exotic stars, the warp drives. We hope that the equations, and specially the principles, presented in this work will help future researchers to search for wormholes which could provide sources for exact description of gravitational waves and a deeper insight into the problem of singularities in both General Relativity and Quantum Mechanics / Doutorado / Matematica Aplicada / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Patricio A. Letelier Sotomayor / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-28T09:18:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gueron_Eduardo_D.pdf: 11495842 bytes, checksum: de1ae2fec58e276eb014bf0f49a20f3d (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Estudamos o comportamento de órbitas limitadas de partículas-teste em torno de um centro de atração deformado por expansão multipolar. Obtemos que o movimento de partículas sob ação de um potencial modelado por um termo monopolar e uma deformação quadrupolar prolata possui comportamento caótico para determinados valores de energia e momento angular dentro do formalismo newtoniano. Estudamos o caso análogo relativístico via equação da geodésica para uma métrica que representa uma fonte monopolar (Schwarzschild e Kerr) deformada por um quadrupolo decrescente. Observamos que. em um estreito intervalo de parâmetros, as geodésicas apresentam comportamento irregular para a deformação prolata. Finalmente, estudamos a estabilidade de partículas-teste em torno de um buraco negro com um halo dipolar. O buraco negro foi modelado via pseudo potencial de Paczynsky-Witta. Analisamos órbitas obtidas através da segunda lei de Newton e dentro do formalismo de rel- atividade especial. Comparamos os resultados com órbitas em torno da expansão multipolar usual (solução da equação de Laplace) e com a solução exata em relatividade geral. Para tanto, aplicamos o método de seção de Poincaré e calculamos os expoentes de Lyapunov. / Abstract: The behavior of test particles around a multipole deformed attraction center is studied. We find chaotic motions of particles in the field modeled by a monopolar plus a prolate quadrupole term for certain values of parameters. The general relativistic analogous is also studied by using the geodesic formalism in a geometry that represents a monopole (Schwarzchild and Kerr) plus a quadrupole term. We noticed chaotic geodesies for a small range of parameters in the prolate case. Finally, we examine the stability of test particles around a black-hole + dipolar halo system. The black hole was modeled via Paczyhsky-Witta pseudo potential and the orbits were obtained in the Newtonian and special relativistic dynamics. We compare them with orbits around the usual monopole+dipole potential (that solves the Laplace equation) and with the full general relativistic case. We have used for this aim the Poincare sections method and Lyapunov exponents. / Doutorado / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Alberto Vazquez Saa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-13T05:40:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Froes_AndreLuisDelvas_M.pdf: 1355314 bytes, checksum: edf9f0fa41f3a8e6e519f2b958be6603 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O foco do presente trabalho é a realização de períodos inflacionários baseados em campos vetoriais. Os conhecimentos necessários para atingir esse objetivo foram introduzidos de maneira sistemática, na ordem em que o autor julgou mais lógica. No primeiro capítulo são descritos numerosos detalhes acerca de nosso Universo e da capacidade atual de observá-lo. No segundo, apresenta-se o modelo cosmológico padrão. São também apresentados os alguns dos principais resultados da Relatividade Geral, a partir dos quais constroem-se os fundamentos teóricos da Cosmologia. No terceiro capítulo a teoria in acionária é estudada, e são comentados seus resultados mais importantes e modelos mais conhecidos, baseados em campos escalares. No quarto capítulo inicia-se o estudo de períodos in acionários utilizando campos vetoriais. Esse assunto despertou a atenção e gerou diversas publicações ao longo do ano de 2008. Por fim, são apresentadas as impressões do autor e as perspectivas futuras da área são delineadas. / Abstract: The main point of the present work is the realisation of in ationary periods based on vector fields. The knowledge needed to achieve this objective were introduced in a systematic manner, in the order that the author found more logical. In the first chapter numerous details about our universe and the present capacity to observe it were described. In the second, the standard model of cosmology is presented. Some of the most important results of General Relativity and observational cosmology are also presented, and on these grounds the theoretical fundaments of Cosmology are estabilished. In the third chapter in ationary cosmology is studied, and its most important results and some well known models based on scalar fields are presented. In the fourth chapter begins the study of in ationary periods that uses vector fields. This subject attracted attention and generated many papers in the year of 2008. At last, the author¿s impressions and future perspectives in the subject are presented. / Mestrado / Cosmologia / Mestre em Física