Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2016-03-18T13:20:13Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1301385 bytes, checksum: bef9e67e2f8926afbbf4b9bbad62a632 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-18T13:20:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1301385 bytes, checksum: bef9e67e2f8926afbbf4b9bbad62a632 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / A coordinate system has the function to locate the space-time events with respect to a reference system. The construction of the coordinate system depends crucially on the notion of simultaneity associated with the reference. However, there is no natural way, or privileged, set concurrency for non-inertial reference frames, even in Minkowski spacetime. Each procedure leads to different coordinate systems. In this paper, we discuss some methods well known in the literature. We studied the coordinates Rindler, Fermi-Walker radar coordinates and emission coordinates (or GPS). The Rindler coordinate system is one of the prominent systems because it allows to simulate some properties of the geometry of the black hole in a flat space-time. The Rindler coordinates are associated with a family of uniformly accelerated observers who obey the relationship a = (1 / ρ), where is the actual acceleration of the observer and ρ its initial position with respect to some inertial reference system. In this paper, we propose a method for constructing coordinate systems suitable for observers whose acceleration depends on the initial position of the general form a = a (ρ) using this physical principle of locality. The Rindler coordinate system appears as a feature of our generalization. Other particular cases allow us to discuss the relationship between the non-Euclidean geometry of space sections and accelerated reference frames, as was originally proposed by Einstein. Moreover, with the generalization can simulate the behavior of static observers both near the horizon of a black hole, which are subject to a kind of acceleration field (ρ) = 1 / ρ, as in remote areas, for which the (ρ) = 1 / ρ2. In the latter two cases, ρ is from the accelerated observer to the event horizon. With the intention of analyzing the effects of instantaneous acceleration of the rate of atomic clocks, we consider a free massive particle in a box of infinite walls, which is drawn by observers of Rindler. We assume that the particle obeys the Klein-Gordon equation and so we found the frequencies of the stationary states of the system. The transitions between the stationary states are used to set a default frequency for our atomic clock toy. Comparing the accelerated system power spectrum with the energy spectrum of a similar system in an inertial frame, we determined the influence of instantaneous acceleration of the rate of atomic clocks. / Um sistema de coordenadas tem a função de localizar os eventos do espaço-tempo com respeito a um sistema de referência. A construção do sistema de coordenadas depende crucialmente da noção de simultaneidade associada ao referencial. No entanto, não existe uma maneira natural, ou privilegiada, de definir simultaneidade para referenciais não-inerciais, mesmo no espaço-tempo de Minkowski. Cada procedimento conduz a diferentes sistemas de coordenadas. Neste trabalho, discutimos alguns métodos bem conhecidos da literatura especializada. Estudamos as coordenadas de Rindler, de Fermi-Walker, as coordenadas de Radar e as coordenadas de Emissão (ou GPS). O sistema de coordenadas de Rindler é um dos sistemas de grande destaque porque permite simular algumas propriedades da geometria do Buraco Negro num espaço-tempo plano. As coordenadas de Rindler estão associadas a uma família de observadores uniformemente acelerados que obedecem à relação a = (1/ρ), onde a é a aceleração própria do observador e ρ a sua posição inicial com respeito a algum sistema de referência inercial. Neste trabalho, propomos um método para construção de sistemas de coordenadas adaptados a observadores cuja aceleração depende de sua posição inicial da forma geral a=a(ρ), utilizando para isso o princípio físico da localidade. O sistema de coordenadas de Rindler surge como uma particularidade de nossa generalização. Outros casos particulares nos permitem discutir a relação entre a geometria não-Euclidiana das secções espaciais e referenciais acelerados, como originariamente foi proposto por Einstein. Além disso, com a generalização podemos simular o comportamento de observadores estáticos tanto nas proximidades do horizonte de um Buraco Negro, que estão submetidos a um campo de aceleração do tipo a (ρ) = 1/ρ, quanto em regiões afastadas, para as quais, a (ρ) =1/ ρ2. Nestes dois últimos casos, ρ corresponde à distância do observador acelerado até o horizonte de eventos. Com a intenção de analisarmos os efeitos da aceleração instantânea sobre o ritmo de relógios atômicos, consideramos uma partícula livre massiva, dentro de uma caixa de paredes infinitas, que é arrastada por observadores de Rindler. Admitimos que a partícula obedece a equação de Klein-Gordon e assim, encontramos as frequências dos estados estacionários deste sistema. As transições entre os estados estacionários são usadas para definir uma frequência padrão para o nosso relógio atômico de brinquedo. Comparando o espectro de energia do sistema acelerado com o espectro de energia de um sistema idêntico em um referencial inercial, determinamos a influência da aceleração instantânea sobre o ritmo de relógios atômicos.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 649165 bytes, checksum: 4b61e26e50f256db343ba95b4cf95a8b (MD5) Previous issue date: 2010-08-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this disssertation we are concerned with Nordström s scalar gravity theory, one of the first attempts to formulate a relativistic theory of gravitation. We start be describing the theory in its original formulation given by Nordström. We then proceed to show how Nordström s approach is equivalent to a metric theory of gravity which regards gravity as a manifestation of spacetime curvature, a result first obtained by Einstein and Fokker in 1914. We exlore this formal equivalence between the two approaches to derive Nordström s predictions of some observed phenomena, such as Mercury s perihelium and the time delay of the light. finally we consider a third approach which makes use of Weyl geometry through its concept of gauge transformations. We then show that one can regard both Nordström s and Einstein-Fokker s framework as equivalent to a theory formulated to a theory formulated in minkowski spacetime in which the gravitational field is encoded in a non-trivial affine connection. / Nesse dissertação descrevemos a teoria da gravitação escalar de Norsdtröm em diferentes formalismos. Iniciamos tratando esta teoria em sua formulação original, que ficou conhecida por manter a estrutura geométrica da relatividade especial. A seguir revisamos a formulação métrica da teoria de Nordström, devido à Einstein e Fokker, que descreve a gravitação como manifestação da curvatura do espaço-tempo. Nessa formulação, descrevemos as predições da teoria de Nordström para alguns efeitos gravitacionais observados, tais como o movimento do periélio de Mercúrio e o atraso gravitacional da luz. Finalmente introduzimos a geometria de Weyl juntamente com o conceito das transformações de calibre para fazer a transição da formulação métrica em Einstein-Fokker (referencial de Riemann) para o espaço-tempo de Minkowski (referencial de Weyl), onde o campo gravitacional fica codificado pela conexão afim de Weyl. Mostramos também que a estrutura geodésica nessas três formulações é idêntica.

Orientador: Julio Marny Hoff da Silva / Banca: Denis Dalmazi / Banca: Roldão da Rocha Júnior / Resumo: No capítulo 2 faz-se uma breve revisão e uma generalização da estrutura matemática sob a qual a teoria da relatividade restrita se fundamenta. Indiscutivelmente esta representa a base de todo formalismo que é desenvolvido ao longo deste trabalho. Enquanto capítulo este figura um papel eminentemente didático. No capitulo 3 faz-se um estudo detalhado do formalismo Lagrangiano em teoria quântica de campos, abordando tanto o campo escalar real como o campo escalar complexo. Dá-se atenção especial às transformações globais e locais que estes campos podem sofrer, dando origem a importantes resultados que são utilizados ao longo do trabalho: resultados estes provenientes, claro, dessas análises. No capítulo 4 é desenvolvido um conceito fundamental, a ideia de quebra espontânea de simetria. Trata-se do tema evidenciando as principais características de cada caso estudado, abeliano e não-abeliano. A partir dessa estrutura, no capitulo 5, faz-se um estudo refinado da construção de Dirac acerca da possibilidade de existência de monopolos magnéticos. Constrói-se, a aprtitr do eletromagnetismo usual de Maxwell, a primeira ideia de monopolos magnéticos, conhecido como monopolo de Dirac. Por ultimo, no capitulo 6, desenvolve-se a abordagem de t'Hooft e Polyakov acerca da possibilidade de existência de monopolos magnéticos. Partindo de uma lagrangiana não abeliana obtém-se a solução, estima-se a massa, e ainda se calcula a carga de monopolo. Todos os resultados obtidos nas mais variadas seções são comentados e confrontados trazendo à tona o contexto em que as teorias estudadas têm apenas representação especulativa e ainda qual a possibilidade de se encontrar monopolos magnéticos em teorias de grande unificação / Abstract: At first, in the chapter 2, we present a brief review and the generalization of the mathematical structure in which the special relativity theory is based on. This chapter plays a highly didactic role. Undoubtedly, this represents the basis of all formalism presented in this work. In chapter 3 we present the lagrangiana formalism in quantum field theory addressing the real scalar field and the complex scalar field. We pay a special attention to the global and the local transformations on the fields. in chapter 4 a fundamental concept is developed - the spontaneous breakdown symmetry. This topic in particular is treated showing the main features of each studied case - the abelian one and the non-abelian one. Based on this structure, in the chapter 5 a refined study is done about the Dirac's Monopole. From the usual electromagnetism theory it's buit the first idea about the magnetic monopole. In the and chapter 6, the t'Hooft and Polyakov treatment to the magnet monopole is constructed. Starting with a non-belian lagrangiana it's obtained the solution, the mass and its charge. All the obtained results in the more variety sections in the present text are commented bringing up te context in which the studied theories have only an speculated treatment and what is the possibility in finding magnetic monopoles in grand unification theories / Mestre

Orientador: Julio Marny Hoff da Silva / Banca: Saulo Henrique Pereira / Banca: Marco André Ferreira Dias / Banca: José Abdalla Helayel-Neto / Banca: Alexis Roa Aguirre / Resumo: Na presente tese apresentaremos de forma detalhada o estudo sistemático de uma teoria quântica com férmions de dimensão de massa um que obedecem as estatísticas de Fermi-Dirac, abordando essencialmente sua construção, quantização do campo, análise dos observáveis físicos e aplicações quânticas. Forneceremos todos os detalhes de uma descoberta teórica inesperada da partícula de spin $1/2$ que compõe um conjunto completo de autoespinores com helicidade dual do operador conjugação de carga. Esses espinores recebem o nome de Elko, um acrônimo proveniente do Alemão \textit{Eigenspinoren des Ladungskonjugationsoperators}. Veremos que o elo entre os espaços de representação $(1/2, 0)$ e $(0, 1/2)$ não é dado pela simetria de paridade mas sim pela 'Mágica das matrizes de Pauli', e, portanto, como consequência a dinâmica de tais campos será regida única e exclusivamente pela dinâmica de Klein-Gordon. Tal fato faz com que o propagador associado ao Elko guarde muita similaridade com o propagador do campo escalar. Intrinsicamente, em sua formulação embrionária, as somas de spin para o Elko mostram um termo que quebra explicitamente a covariância relativística, levando então à apreciação da \textit{Very Special Relativity}, que nada mais é do que um subgrupo do grupo de Lorentz, cuja álgebra deixa as somas de spin invariantes ou covariantes. Entretanto, mostraremos que existe uma liberdade na definição da estrutura dual, a qual permite que seja construída uma teoria local e invariante p... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present thesis covers in details a systematic study of a quantum theory based on mass dimension one fermions which satisfy the Fermi-Dirac statistics, essentially addressing its construction, field quantization, analysis of physical observables and quantum applications. We provide all the details of an unexpected theoretical discovery of a spin 1/2 particle which composes a complete set of dual helicity spinors of the charge conjugation operator. Such spinors are called Elko, an acronym for the German word Eigenspinoren des Ladungskonjugationsoperators. We show that the relation between the representation spaces (1/2,0) and (0,1/2) is given by the "Magic of Pauli matrices" rather than parity symmetry, therefore, as a consequence the dynamic of such fields is governed solely and exclusively by the Klein-Gordon dynamic. Such fact makes the Elko propagator to be very similar to the scalar field propagator Intrinsically, in its embryonic formulation, Elko spin sums shows up a term that explicitly breaks relativistic covariance, leading to the appreciation of Very Special Relativity, a theory which is based on a subgroup of the Lorentz group, whose algebra leaves the spin sums invariant or covariant. However, we show a freedom in the dual structure definition, which allows the construction of a local and Lorentz invariant theory, thus, leading to a very interesting and promising new physics / Doutor

Neste trabalho investigamos, teoricamente e empiricamente, quais são os possíveis aspectos da natureza da ciência, relacionados ao debate realismo e antirrealismo científicos, que emergem da história e filosofia da teoria da relatividade especial e têm potencial para promover debates no ensino de física. Para tal, primeiramente reconhecemos a importância da aproximação histórico-filosófica ao ensino de ciências, assim como a relevância dos aspectos consensuais e não consensuais da natureza da ciência. Argumentamos, em especial, que estes aspectos controversos e não consensuais podem trazer uma visão ainda mais rica e realista da ciência. Fazemos uma exposição sintética sobre algumas das principais características do debate realismo e antirrealismo científicos, suas principais vertentes, categorias e argumentos correntes. Fazemos também um estudo teórico histórico e filosófico sobre a teoria da relatividade, no qual enfatizamos a capacidade do formalismo matemático da teoria ser filosoficamente interpretável. Quatro interpretações históricas da teoria, a de Lorentz (1904), a de Einstein (1905), a de Poincaré (1906) e a de Minkowski (1907) são discutidas e caracterizadas com base no estudo sobre o debate realismo e antirrealismo científicos. Descrevemos em seguida uma pesquisa de campo realizada no primeiro semestre de 2013 aplicada a estudantes de física, de licenciatura e bacharelado, da Universidade de São Paulo. Seus objetivos foram investigar as concepções filosóficas dos estudantes sobre o debate realismo e antirrealismo científicos no contexto da teoria da relatividade especial e mostrar como ele pode trazer ricas discussões no ensino de ciências . A pesquisa foi dividida em três etapas: aplicação de questionário específico sobre o tema filosófico; análise de resenhas entregues pelos estudantes, e; realização de grupo focal. O resultado da análise e triangulação dos dados sugere que o debate mostra-se, também entre os estudantes, de uma forma não consensual e filosoficamente rica. / In this work we investigate theoretically and empirically some possible aspects of the nature of science, related to scientific realism and anti-realism debate emerging from the history and philosophy of the special theory of relativity which can potentially encourage related discussions in physics education. For such, first we acknowledge the importance of historical-philosophical approach to teaching science, as well the educational relevance of the consensual and nonconsensual aspects of nature of science. We argue, particularly, that these controversial and non-consensual aspects can provide an even richer and more realistic view of science. We make a summary of some of the main features of scientific realism and anti-realism debate, its main categories and current arguments. We also make a historical and philosophical theoretical study on the special theory of relativity, wherein we emphasize the capacity of its mathematical formalism be philosophically interpretable. Four historical interpretations of the theory, Lorentz\'s (1904), Einstein\'s (1905), Poincaré\'s (1906) Minkowski\'s (1907), are discussed and characterized based on earlier study on scientific realism and anti-realism debate. We report then a field research conducted in the first semester of 2013 applied to undergraduated physics students at the University of São Paulo. Its objectives went to investigate the philosophical conceptions of students about scientific realism and anti-realism debate under the special theory of relativity and its subjects, and to show how rich can it be for science education. This research was divided into three stages: the application of a specific questionnaire on the philosophical subject; the analysis of papers submitted by students, and; the performing of a focus group. The outcome of data triangulation suggests that the debate reveals itself also among students, in a non-consensual and philosophically rich way.

Neste trabalho, propomos um conjunto de estratégias para enfrentar os obstáculos epistemológicos à aprendizagem da cinemática na Teoria da Relatividade Restrita. Tais estratégias são baseadas na proposta da noção de perfil conceitual de referencial (Ayala & Frezza, 2007) e visam promover uma interação cognitiva entre a Mecânica Newtoniana e Relativística. O perfil conceitual (Mortimer, 1995-2000) é um modelo para compreender a evolução conceitual em sala de aula. Para tais objetivos, foi desenvolvido um conjunto de ações em uma seqüência de aplicações de pré-testes e pós-testes com a finalidade de explicitar a concepção dos alunos sobre o aspecto a ser investigado e avaliar a evolução conceitual destes. A diferenciação entre as concepções dos alunos e aquelas cientificamente aceitas deu-se através da interpretação das concepções apresentadas, de discussões teóricas acerca do tema e da apresentação de animações construídas com o software Modellus. O público-alvo deste trabalho é formado por alunos de Licenciatura em Física, e o objetivo do mesmo é contribuir para a formação destes estudantes, futuros professores de Física. / In this work, we propose a set of strategies to face the epistemological obstacles to learning the kinematics in the Restricted Theory of Relativity. Such strategies are based on the proposal of the notion of conceptual profile of reference (Ayala & Frezza, 2007) and promote an interaction between cognitive Newtonian Mechanics and Relativistic Mechanics. The conceptual profile (Mortimer, 1995-2000) is a model for understanding the conceptual evolution of students in classroom. For these goals, we developed a set of actions in a sequence of applications of pre-tests and post-tests in order to explain the conception of students on the aspect to be investigated, and to assess your conceptual evolution. The differentiation between the students' conceptions and scientifically acceptable ones came through the interpretation of the concepts presented, theoretical discussions about the topic and the presentation of animations built with the software Modellus. The target of this work is formed by graduation students in Physics in order to contribute to your formation as future physics teachers.

Neste trabalho, propomos um conjunto de estratégias para enfrentar os obstáculos epistemológicos à aprendizagem da cinemática na Teoria da Relatividade Restrita. Tais estratégias são baseadas na proposta da noção de perfil conceitual de referencial (Ayala & Frezza, 2007) e visam promover uma interação cognitiva entre a Mecânica Newtoniana e Relativística. O perfil conceitual (Mortimer, 1995-2000) é um modelo para compreender a evolução conceitual em sala de aula. Para tais objetivos, foi desenvolvido um conjunto de ações em uma seqüência de aplicações de pré-testes e pós-testes com a finalidade de explicitar a concepção dos alunos sobre o aspecto a ser investigado e avaliar a evolução conceitual destes. A diferenciação entre as concepções dos alunos e aquelas cientificamente aceitas deu-se através da interpretação das concepções apresentadas, de discussões teóricas acerca do tema e da apresentação de animações construídas com o software Modellus. O público-alvo deste trabalho é formado por alunos de Licenciatura em Física, e o objetivo do mesmo é contribuir para a formação destes estudantes, futuros professores de Física. / In this work, we propose a set of strategies to face the epistemological obstacles to learning the kinematics in the Restricted Theory of Relativity. Such strategies are based on the proposal of the notion of conceptual profile of reference (Ayala & Frezza, 2007) and promote an interaction between cognitive Newtonian Mechanics and Relativistic Mechanics. The conceptual profile (Mortimer, 1995-2000) is a model for understanding the conceptual evolution of students in classroom. For these goals, we developed a set of actions in a sequence of applications of pre-tests and post-tests in order to explain the conception of students on the aspect to be investigated, and to assess your conceptual evolution. The differentiation between the students' conceptions and scientifically acceptable ones came through the interpretation of the concepts presented, theoretical discussions about the topic and the presentation of animations built with the software Modellus. The target of this work is formed by graduation students in Physics in order to contribute to your formation as future physics teachers.

Submitted by ADRIANA VICTORIA ARAUJO SALCEDO null (adrianaaraujo@ift.unesp.br) on 2017-09-27T12:24:25Z No. of bitstreams: 1 dissertacao.pdf: 919386 bytes, checksum: 9947da9ce880a14adcc3e1ac56f121e6 (MD5) / Rejected by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: No campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” foi informado que seria disponibilizado o texto completo porém no campo “Data para a disponibilização do texto completo” foi informado que o texto completo deverá ser disponibilizado apenas 6 meses após a defesa. Caso opte pela disponibilização do texto completo apenas 6 meses após a defesa selecione no campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” a opção “Texto parcial”. Esta opção é utilizada caso você tenha planos de publicar seu trabalho em periódicos científicos ou em formato de livro, por exemplo e fará com que apenas as páginas pré-textuais, introdução, considerações e referências sejam disponibilizadas. Se optar por disponibilizar o texto completo de seu trabalho imediatamente selecione no campo “Data para a disponibilização do texto completo” a opção “Não se aplica (texto completo)”. Isso fará com que seu trabalho seja disponibilizado na íntegra no Repositório Institucional UNESP. Por favor, corrija esta informação realizando uma nova submissão. Agradecemos a compreensão. on 2017-09-28T13:58:32Z (GMT) / Submitted by ADRIANA VICTORIA ARAUJO SALCEDO null (adrianaaraujo@ift.unesp.br) on 2017-09-28T20:52:46Z No. of bitstreams: 1 dissertacao.pdf: 919386 bytes, checksum: 9947da9ce880a14adcc3e1ac56f121e6 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-09-29T18:18:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 salcedo_ava_dr_ift.pdf: 919386 bytes, checksum: 9947da9ce880a14adcc3e1ac56f121e6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-29T18:18:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 salcedo_ava_dr_ift.pdf: 919386 bytes, checksum: 9947da9ce880a14adcc3e1ac56f121e6 (MD5) Previous issue date: 2017-08-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Due to the existence of an invariant length at the Planck scale, Einstein special relativity breaks down at that scale. A possible solution to this problem is arguably to replace the Poincare-invariant Einstein special relativity by a de Sitter invariant special relativity. Such replacement produces concomitant changes in all relativistic theories, including of course general relativity, which changes to what is called de Sitter modified general relativity, whose gravitational field equation is the de Sitter modified Einstein equation. A crucial property of this theory is that both the background de Sitter curvature and the gravitational dynamical curvature turns out to be included in the same curvature tensor. This means that the cosmological term Λ no longer explicitly appears in Einstein equation, and is consequently not restricted to be constant. In the first part of the thesis, a new definition for black hole entropy is defined. This new notion of entropy is strongly attached to the local symmetry, given the fact to be composed of two parts: the usual translational-related entropy plus an additional piece related to the proper conformal transformation. Also, it is obtained the de Sitter modified Schwarzschild solution, and using this solution we explore the consequences for the definition of entropy, as well as for the thermodynamics of the Schwarzschild-de Sitter system. In the second part the Newtonian limit of the de Sitter modified Einstein equation is obtained, and the ensuing Newtonian Friedmann equations are show to provide a good account of the dark energy content of the present-day universe. Finally, by using the same Newtonian limit, the circular velocity of stars around the galactic center is studied. It is shown that the de Sitter modified Newtonian force, which becomes effective only in the Keplerian region of the galaxy, could possibly explain the flat rotation curve of galaxies without necessity of supposing the existence of dark matter. / Devido a existência de um comprimento invariante na escala de Planck, a relatividade especial de Einstein deixa de ser valida naquela escala. Uma solução possível para esse problema é trocar a relatividade especial de Einstein, a qual tem o grupo de Poincaré como grupo de simetria, por uma relatividade especial invariante sob o grupo de de Sitter. Essa troca ira produzir mudanças concomitantes em todas as teorias relativísticas, incluindo naturalmente a teoria da relatividade geral. Essa teoria da origem ao que denominamos de Sitter modified general relativity, cuja equação para o campo gravitacional foi chamada de de Sitter modified Einstein equation. Uma propriedade crucial dessa teoria é que tanto a curvatura de fundo de de Sitter como a curvatura dinâmica da gravitação estão ambas incluídas no mesmo tensor de curvatura. Isso significa que o termo cosmológico Λ não aparece explicitamente na equação de Einstein, e consequentemente não é restrito a ser uma constante. Trabalhando no contexto da de Sitter modified general relativity, na primeira parte da tese, uma nova definição de entropia para buraco negro é definido. Esta nova noção de entropia está fortemente ligado à simetria local, dado o fato de ser composto por duas partes: uma associada as translação e uma parte adicional relacionada com a transformação conformal. Assim mesmo, nós obtemos a solução de Schwarzschild modificada por de Sitter. Usando essa solução exploramos as consequências para a definição de entropia, bem como para a termodinâmica do sistema de Schwarzschild-de Sitter. Na segunda parte da tese obtemos o limite Newtoniano da de Sitter modified Einstein equation, e usamos as correspondentes equações de Friedmann Newtonianas para estudar o problema da energia escura. Mostramos que essas equações fornecem uma solução bastante razoável para a existência de energia escura do universo atual. Finalmente, usamos o mesmo limite Newtoniano para estudar a velocidade circular de estrelas ao redor do núcleo galáctico. Mostramos que a força Newtoniana modificada por de Sitter, a qual torna-se ativa apenas na região Kepleriana da galáxia, pode explicar as curvas de rotação planas sem necessidade de supor a existência de matéria escura. / CAPES: 33015015001P7

Neste trabalho, propomos um conjunto de estratégias para enfrentar os obstáculos epistemológicos à aprendizagem da cinemática na Teoria da Relatividade Restrita. Tais estratégias são baseadas na proposta da noção de perfil conceitual de referencial (Ayala & Frezza, 2007) e visam promover uma interação cognitiva entre a Mecânica Newtoniana e Relativística. O perfil conceitual (Mortimer, 1995-2000) é um modelo para compreender a evolução conceitual em sala de aula. Para tais objetivos, foi desenvolvido um conjunto de ações em uma seqüência de aplicações de pré-testes e pós-testes com a finalidade de explicitar a concepção dos alunos sobre o aspecto a ser investigado e avaliar a evolução conceitual destes. A diferenciação entre as concepções dos alunos e aquelas cientificamente aceitas deu-se através da interpretação das concepções apresentadas, de discussões teóricas acerca do tema e da apresentação de animações construídas com o software Modellus. O público-alvo deste trabalho é formado por alunos de Licenciatura em Física, e o objetivo do mesmo é contribuir para a formação destes estudantes, futuros professores de Física. / In this work, we propose a set of strategies to face the epistemological obstacles to learning the kinematics in the Restricted Theory of Relativity. Such strategies are based on the proposal of the notion of conceptual profile of reference (Ayala & Frezza, 2007) and promote an interaction between cognitive Newtonian Mechanics and Relativistic Mechanics. The conceptual profile (Mortimer, 1995-2000) is a model for understanding the conceptual evolution of students in classroom. For these goals, we developed a set of actions in a sequence of applications of pre-tests and post-tests in order to explain the conception of students on the aspect to be investigated, and to assess your conceptual evolution. The differentiation between the students' conceptions and scientifically acceptable ones came through the interpretation of the concepts presented, theoretical discussions about the topic and the presentation of animations built with the software Modellus. The target of this work is formed by graduation students in Physics in order to contribute to your formation as future physics teachers.

Neste trabalho investigamos, teoricamente e empiricamente, quais são os possíveis aspectos da natureza da ciência, relacionados ao debate realismo e antirrealismo científicos, que emergem da história e filosofia da teoria da relatividade especial e têm potencial para promover debates no ensino de física. Para tal, primeiramente reconhecemos a importância da aproximação histórico-filosófica ao ensino de ciências, assim como a relevância dos aspectos consensuais e não consensuais da natureza da ciência. Argumentamos, em especial, que estes aspectos controversos e não consensuais podem trazer uma visão ainda mais rica e realista da ciência. Fazemos uma exposição sintética sobre algumas das principais características do debate realismo e antirrealismo científicos, suas principais vertentes, categorias e argumentos correntes. Fazemos também um estudo teórico histórico e filosófico sobre a teoria da relatividade, no qual enfatizamos a capacidade do formalismo matemático da teoria ser filosoficamente interpretável. Quatro interpretações históricas da teoria, a de Lorentz (1904), a de Einstein (1905), a de Poincaré (1906) e a de Minkowski (1907) são discutidas e caracterizadas com base no estudo sobre o debate realismo e antirrealismo científicos. Descrevemos em seguida uma pesquisa de campo realizada no primeiro semestre de 2013 aplicada a estudantes de física, de licenciatura e bacharelado, da Universidade de São Paulo. Seus objetivos foram investigar as concepções filosóficas dos estudantes sobre o debate realismo e antirrealismo científicos no contexto da teoria da relatividade especial e mostrar como ele pode trazer ricas discussões no ensino de ciências . A pesquisa foi dividida em três etapas: aplicação de questionário específico sobre o tema filosófico; análise de resenhas entregues pelos estudantes, e; realização de grupo focal. O resultado da análise e triangulação dos dados sugere que o debate mostra-se, também entre os estudantes, de uma forma não consensual e filosoficamente rica. / In this work we investigate theoretically and empirically some possible aspects of the nature of science, related to scientific realism and anti-realism debate emerging from the history and philosophy of the special theory of relativity which can potentially encourage related discussions in physics education. For such, first we acknowledge the importance of historical-philosophical approach to teaching science, as well the educational relevance of the consensual and nonconsensual aspects of nature of science. We argue, particularly, that these controversial and non-consensual aspects can provide an even richer and more realistic view of science. We make a summary of some of the main features of scientific realism and anti-realism debate, its main categories and current arguments. We also make a historical and philosophical theoretical study on the special theory of relativity, wherein we emphasize the capacity of its mathematical formalism be philosophically interpretable. Four historical interpretations of the theory, Lorentz\'s (1904), Einstein\'s (1905), Poincaré\'s (1906) Minkowski\'s (1907), are discussed and characterized based on earlier study on scientific realism and anti-realism debate. We report then a field research conducted in the first semester of 2013 applied to undergraduated physics students at the University of São Paulo. Its objectives went to investigate the philosophical conceptions of students about scientific realism and anti-realism debate under the special theory of relativity and its subjects, and to show how rich can it be for science education. This research was divided into three stages: the application of a specific questionnaire on the philosophical subject; the analysis of papers submitted by students, and; the performing of a focus group. The outcome of data triangulation suggests that the debate reveals itself also among students, in a non-consensual and philosophically rich way.