Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:31:11Z : No. of bitstreams: 1 000854694.pdf: 3743673 bytes, checksum: 47b2bc6c286e2c9e335b83eeff2b0dcc (MD5)

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Orientador: Prof. Dr. Gilberto Medeiros Kremer / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Curso de Pós-Graduação em Física. Defesa: Curitiba, 14/12/2012 / Bibliografia: fls. 146-152 / Resumo: Neste trabalho, investigamos modelos cosmológicos gerais em que os campos de energia e matéria escuras são analisados em um âmbito mais fundamental. A Teoria da Relatividade Geral e as teorias de gravitação generalizadas são consideradas. Estudamos interações no setor escuro e entre o setor escuro e o campo gravitacional, analisando a sua viabilidade. Nos primeiros três modelos estudados, as possíveis formas para as funções indefinidas nas ações gerais são determinadas a partir da técnica da simetria de Noether. Usando as propriedades de simetria, resolvemos as equações de campo e os cenários resultantes são analisados pelo confronto das curvas teóricas com os dados da astronomia observacional. No quarto modelo, estudamos as generalizações geométricas da Relatividade Geral, cuja aplicação se dá 'a investigação dos campos de matéria e energia escuras como sendo efeitos geométricos efetivos. Tentativas de solução das equações de campo generalizadas são feitas para correções de primeira ordem com relação 'a gravitação einsteiniana. A última investigação deste trabalho versa sobre perturbações cosmológicas no Universo primordial. O modelo inflacionário considerado é do tipo lei de potência, cujo inflaton é um campo escalar não canônico. Seus respectivos espectros de potência são calculados para a verificação de sua viabilidade. / Abstract: In this work, we investigate general cosmological models in which the dark matter and energy fields are analyzed in a more fundamental scope. The General Theory of Relativity and generalized gravitational theories are considered. We study the interactions in the dark sector and between it and the gravitational field, analyzing their viability. In the first three models, the possible forms for the undefined functions in the general actions are determined from the Noether symmetry technique. Using the symmetry properties, we solve the field equations and the resulting scenarios are analyzed through the comparison of the theoretical curves with the data from the observational astronomy. In the fourth model, we study the geometrical generalizations of the General Relativity, whose application is to investigate the dark matter and energy fields as being effective geometrical effects. Attempts for solutions of the generalized field equations are done to first order corrections with respect to the Einsteinian gravitation. The last investigation of this work runs upon cosmological perturbations in the primordial Universe. The considered inflationary model is the power-law-type one, whose inflaton is a non-canonical scalar field. Its respective power spectrums are calculated for the verification of its viability.

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-28. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:49:09Z : No. of bitstreams: 1 000827446.pdf: 2433476 bytes, checksum: 21143e1877ce2199329e3a0432af0606 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Campos escalares, além de possibilitarem uma descrição efetiva de interações mais complexas, surgem como extensões interessantes da Relatividade Geral, candidatos para matéria escura ou como peças-chave em modelos cosmológicos. Sua fenomenologia é rica e pode, a princípio, ser acessada por meio de experimentos e observações. Em particular, configurações astrofísicas que seriam estáveis de acordo com a Relatividade Geral podem se tornar instáveis devido à presença, na Natureza, de certos campos escalares não minimamente acoplados com a gravitação. Recentemente, mostrou-se que essa instabilidade pode se manifestar quanticamente por meio da amplificação das flutuações quânticas do campo e da densidade de energia de vácuo. Esse efeito de dominância do vácuo induzida pela gravitação evidencia o importante papel que podem ter efeitos quânticos em espaços-tempos curvos. O trabalho apresentado nesta Tese tem como objetivo contribuir para um maior entendimento desse efeito, em duas frentes principais. Primeiramente, buscamos esclarecer a relação entre a descrição quântica da instabilidade e a análise clássica dos modos quasinormais do sistema. Em particular, mostramos como flutuações quânticas podem ser simuladas por perturbações clássicas com uma amplitude adequada. Em segundo lugar, estudamos a estabilidade de campos não minimamente acoplados no espaço-tempo de cascas finas esferoidais e com rotação. O objetivo principal desse estudo é caracterizar, em modelos simples, como o espaço de parâmetros da instabilidade se altera quando relaxamos hipóteses assumidas anteriormente, como estaticidade e simetria esférica do espaço-tempo de fundo. A consideração desses aspectos é motivada principalmente pela possibilidade de se colocar vínculos sobre os acoplamentos permitidos na Natureza com base em dados observacionais... / Besides serving as effective models for more complex interactions, scalar fields also arise as interesting extensions of General Relativity, candidates for dark matter or key ingredients in cosmological models. Their phenomenology is rich and may, in principle, be tested by experiments and observations. In particular, generalrelativistic stable spacetimes can be made unstable under the presence of certain nonminimally coupled free scalar fields. It has been shown that this instability may express itself quantum-mechanically through the amplification of quantum fluctuations and of the vacuum energy density of those fields. This effect of vacuum dominance induced by gravity illustrates the important role that quantum effects in curved spacetimes may have. The work presented in this Thesis aims at contributing to a deeper understanding of this effect, along two main lines. First, we clarify the relationship between the quantum approach to instability and the classical analysis of quasinormal modes. In particular, we show how quantum fluctuations can be simulated by classical perturbations of a certain amplitude. Second, we study the stability of nonminimally coupled fields in the spacetime of spheroidal and rotating thin shells of matter, in order to characterize how the parameter space of the instability changes when we drop previously assumed assumptions such as staticity and spherical symmetry of the background spacetime. The consideration of these aspects is mainly motivated by the possibility of using observational data of relativistic stars to constrain the field couplings present in Nature. Possible observational implications of the instability and its relation to other results in the literature are also discussed / FAPESP: 2011/06429-3

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-20Bitstream added on 2014-06-13T20:30:51Z : No. of bitstreams: 1 franchi_cmgg_me_sjrp.pdf: 965214 bytes, checksum: ea1d1468aad123cc3d8f17a8d1c02176 (MD5) / A curvatura de Ricci desempenha um papel importante em relatividade geral, em que e o termo dominante nas equações de campo de Einstein. Sendo assim, no presente trabalho pretende-se: (i) Desenvolver e aplicar técnicas de fluxo de Ricci à Teoria da Relatividade Geral (TRG); (ii) Discorrer sobre as propriedades do espaço-tempo utilizando superfícies mergulhadas; (iii) Utilizar simulações computacionais em assuntos pertinentes a teoria da Relatividade Geral, particularmente ao estudo dos Buracos Negros e sua evolução. Para tal, utilizar-se-á a plataforma Maple R para simulações utilizando elementos geom étricos do uxo de Ricci, pois esta consiste numa importante ferramenta, já que e uma plataforma integrada, que pode realizar computação simbólica, numérica e visualizações no mesmo ambiente. Pode-se assim realizar todos os passos necessários para as simulações numéricas no fluxo de Ricci utilizando o software Maple R . Esta aplicação pode se tornar uma opção importante a ser adotada, constituindo assim numa base confiável para outros futuros trabalhos / The Ricci curvature plays an important role in general relativity, where is the dominant term in Einstein's eld equations. Thus, the present work aims to : (i)Develop and apply Ricci ow techniques to the General Theory of Relativity (TRG);(ii) Discuss the pro-perties of spacetime using layered surfaces;(iii) Using computer simulations in matters pertaining to the theory of General Relativity, particularly the study of black holes and their evolution. To this end, It will use the platform Maple R for simulations using geometric elements of the Ricci ow, because this is an important tool, since it is an integrated platform, that can perform symbolic computation, numerical and views in the same environment. One can thus carry out all the steps necessary for numerical simulations in Ricci ow using software Maple R . This application can become an important option to be adopted, thus providing a reliable basis for other future work