This thesis is a review of research done over the course of the past 4 years, divided into two unrelated parts. The rst is set in the context of Bagger-Lambert-Gustavsson models, based on 3-Lie algebras. In particular I will describe theories with metric 3-algebras of inde nite signature: these present elds with negative kinetic terms. The problem can be solved by gaugeing away the non-physical degrees of freedom, to obtain other well understood theories. I will show how this procedure can be easily applied for 3-algebra metrics of any inde nite signature. Part II of this thesis focuses on solutions of topologically massive gravity (TMG): particular attention is devoted to warped AdS3 black holes, which are discussed in great detail. I will present a novel analysis of the near horizon geometries of these solutions. I further propose an approach for searching for new solutions to 3-dimensional gravity based on conformal symmetry. This approach is able to yield most of the known axisymmetric stationary TMG backgrounds.

Submitted by Hemily Gomes Marciano (hemily.gomes@gmail.com) on 2018-04-17T18:10:25Z No. of bitstreams: 1 versão final.pdf: 751892 bytes, checksum: 22aa973b490af1ca393b304a45758dbb (MD5) / Rejected by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: Favor basta apenas Inserir a capa, porém é um elemento obrigatório. Deve conter a identificação do trabalho, na seguinte ordem: • Nome da Instituição (centralizado) • Nome completo do autor (centralizado) • Título do trabalho (centralizado) • Subtítulo: se houver, deve ser precedido de dois pontos, evidenciando a sua subordinação ao título • Número do volume, se houver mais de um • Local (cidade) da instituição onde será apresentado (centralizado) • Ano da entrega (centralizado) Agradecemos a compreensão. on 2018-04-18T13:06:59Z (GMT) / Submitted by Hemily Gomes Marciano (hemily.gomes@gmail.com) on 2018-04-18T16:51:34Z No. of bitstreams: 1 Versão Final Tese.pdf: 803694 bytes, checksum: c2cc93bc2be66aef333d543d606bd2f8 (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-04-19T18:58:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fortes_hgm_dr_guara.pdf: 803694 bytes, checksum: c2cc93bc2be66aef333d543d606bd2f8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-19T18:58:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fortes_hgm_dr_guara.pdf: 803694 bytes, checksum: c2cc93bc2be66aef333d543d606bd2f8 (MD5) Previous issue date: 2018-03-23 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Partículas massivas de spin-2 são usualmente descritas pela conhecida teoria de Fierz-Pauli através de um tensor de rank-2 simétrico hµν = hνµ. Recentemente, tem havido um aumento no interesse por teorias que descrevam esse tipo de partícula, principalmente pela possibilidade de oferecer uma explicação alternativa para o problema da aceleração da expansão do universo, pois se o gráviton tivesse uma pequena massa, a força gravitacional diminuiria a grandes distâncias, produzindo tal aceleração. Trabalhos mais recentes têm trazido à tona outras possibilidades além de Fierz-Pauli para se descrever partículas de spin-2 massivas partindo de um tensor de rank-2 não simétrico eµν 6= eνµ, os chamados modelos L(a1). Tendo em vista que toda partícula deve interagir com a gravitação, no presente trabalho buscamos estudar o acoplamento desses novos modelos com um campo gravitacional de fundo. Para isso, a partir da manipulação das equações de movimento, procuramos obter os vínculos necessários para se ter uma teoria com a contagem de graus de liberdade correta. Fizemos também um estudo preliminar da versão sem massa dos modelos L(a1) no espaço curvo a partir da análise das simetrias de gauge existentes. Identificamos ainda os modelos parcialmente simétricos presentes em L(a1) / Massive spin-2 particles are usually described by the well-known Fierz-Pauli theory via a symmetric rank-2 tensor hµν = hνµ. Recently there has been an increase of interest in theories describing this kind of particle, especially because they can contribute to explain the accelerated expansion of the universe, since if the graviton has a small mass, the gravitational force would decrease at large distances, producing such accelerattion. In recent works other possibilities, besides the Fierz-Pauli model, which describe massive spin-2 particles starting from a non-symmetric rank-2 tensor eµν 6= eνµ have been found, the so-called L(a1) models. Since every particle has to interact with the gravitation, we have studied the coupling of the new models with a background gravitational field. Therefore, from the manipulation of the equations of motion, we seek for the necessary constraints in order to achieve the correct counting of degrees of freedom. We also have done a preliminary study of the massless version of the L(a1) models in the curved space from the analysis of the gauge symmetries of the theory. We also have identified the partially symmetric models present in L(a1). / 2013/25368-0

The thesis is divided into two loosely connected parts: the first one is concerned with three dimensional Topologically massive gravity (TMG) and the other is devoted to generating solutions of black objects within five minimal dimensional supergravity theory (mSUGRA5).

Depuis sa formulation au début du 20ème siècle, la théorie de la Relativité Générale a été vérifiée avec une précision sans cesse croissante. Cette théorie prédit, entre autre, l'existence d'ondes gravitationnelles qui restent à ce jour inobservées, et ce malgré de nombreuses tentatives de détections. Ces ondes sont caractérisées par leur absence de masse. Une des questions qui se pose alors est de savoir si cette absence de masse est une condition nécessaire pour que théorie et observations concordent. Pour répondre à cette question, il est indispensable d'étudier les différents aspects des théories décrivant des ondes gravitationnelles massives. Au-delà de cet intérêt purement théorique, l'étude de ces théories est, entre autre, motivée par de récentes observations cosmologiques. Celles-ci indiquent que l'accord entre la Relativité Générale et les observations n'est possible que si on suppose l'existence de matière et d'énergie noires.<p><p>Cette thèse est dédiée à une classe de théories décrivant des ondes gravitationnelles massives. Dans un premier temps, nous résumons les différents problèmes qui surgissent lorsqu'on tente de donner une masse aux ondes gravitationnelles. Ensuite, nous introduisons une classe de modèles et étudions certaines de leurs caractéristiques.<p><p>Le premier aspect étudié concerne l'existence d'une interaction de type instantanée. De telles interactions sont possibles étant donné que l'invariance de Lorentz est spontanément brisée dans les modèles considérés. Celles-ci sont dès lors discutées et un exemple concret est fourni.<p><p>La présence d'une interaction instantanée dans ces modèles a une conséquence directe sur les solutions "trous noirs" des équations du champ. En effet, on s'attend à ce que l'interaction instantanée puisse propager de l'information à l'extérieur d'un trou noir, ce qui entraînerait une modification de ces solutions par rapport à celles de la Relativité Générale. Cette supposition est confirmée par les solutions "trous noirs" obtenues dans cette thèse. Celles-ci peuvent soit imiter une certaine quantité de matière noire, soit conduire à un champ gravitationnel répulsif.<p><p>Finalement, les mécanismes de formation des grandes structures de l'Univers (galaxies, amas de galaxies, ) sont étudiés pour les théories considérées. Cette dernière discussion démontre que ces modèles reproduisent le comportement prévu par la Relativité Générale et sont, par conséquent, en accord avec les observations. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished