Orientador: Julio Marny Hoff da Silva / Banca: Álvaro de Souza Dutra / Banca: José Fernando de Jesus / Banca: Maria Emília Xavies Guimarães / Banca: Vilson Tonin Zanchin / Resumo: A partir da teoria da gravitação de Brans-Dicke, são obtidas soluções exatas para as cordas cósmicas girantes. As soluções são para cordas retas, que preservam a simetria de Lorentz ao longo do eixo longitudinal de simetria, e para as não retas, com simetria aproximadamente cilíndrica e que violam a simetria de Lorentz. Essas soluções permitem verificar se os espaços-tempos das cordas são regulares ou apresentam singularidades. Além disso, a possibilidade de que as cordas sejam fontes de curvas tipo-tempo fechadas também é analisada. Exclusivamente para as cordas retas, é verificado se essas se mantiveram estáveis após as suas eventuais formações, e se uma escolha adequada para as constantes de integração das soluções impede a existência das curvas tipo-tempo fechadas. Desde a década de 1930, as observações mostram que as velocidades tangenciais das estrelas das galáxias têm um comportamento que contraria o que é previsto quando se considera somente a presença de matéria visível: à medida que as distâncias até os centros das galáxias aumentam, as velocidades também aumentam, até que começam a tender para valores aproximadamente constantes. A razão para esse fenômeno ainda está sob debate. Por enquanto, é justificado pela presença de matéria escura nos halos das galáxias, mas a própria matéria escura ainda não é bem entendida. Em 1980, para 21 galáxias do tipo Sc, as observações mostraram que esse crescimento das velocidades até atingirem os valores constantes ocorre quando as... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: From the Brans-Dicke theory of gravitation, exact solutions are obtained for the spinning cosmic strings. The solutions are for straight strings, which preserve the Lorentz symmetry along the longitudinal axis of symmetry, and for the non-straight strings, with nearly cylindrical symmetry and which violate the Lorentz symmetry. These solutions allow us to verify if the spacetimes of the strings are regular or have singularities. In addition, the possibility that the strings are sources of closed timelike curves is also analyzed. Only for the straight strings, it is verified if these have remained stable after their eventual formations, and if a suitable choice for the integration constants of the solutions prevents the existence of the closed timelike curves. Since the 1930s, observations have shown that the tangential velocities of galaxies' stars have a behavior that goes against what is predicted when considering only the presence of visible matter: as distances to the centers of galaxies increase, velocities also increase until they begin to tend to approximately constant values. The reason for this phenomenon is still under discussion. For now, it is justified by the presence of dark matter in the halos of galaxies, but the dark matter itself is still not well understood. In 1980, for 21 Sc-type galaxies, observations showed that such velocities growth until reaching constant values occurs when distances grow by 2 to 3 orders of magnitude. With the solutions of the Brans... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: George Emanuel Avraam Matsas / Mestre

Made available in DSpace on 2016-05-17T16:50:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-05-04. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:54:22Z : No. of bitstreams: 1 000855801.pdf: 618196 bytes, checksum: 88ac5f6edd9a6e08f839d677db4ca1f7 (MD5) / Nesta dissertação estudamos aspectos clássicos dos modelos análogos à Relatividade Geral em matéria condensada visando sobretudo criar uma nova percepção dos efeitos gravitacionais semi-clássicos, tais como a radiação Hawking, afim de melhor compreendê-los. Neste sentido, demonstramos que as ondas sonoras se propagando em um fluido ideal, barotrópico e irrotacional sobre uma esfera 'S POT. 2' de raio r se comportam como um campo escalar de Klein-Gordon não massivo em um espaço tempo curvo. Analisamos ao longo desta dissertação diversas propriedades deste espaço-tempo efetivo sentido pelo som, cuja geometria é descrita por uma métrica lorentziana dependente das variáveis hidrodinâmicas do fluxo, como a velocidade do fluido, sua densidade e a velocidade local do som, sempre buscando estabelecer correlações entre os conceitos clássicos da dinâmica dos fluidos e conceitos puramente relativísticos. Feita uma análise mais geral destes espaços-tempos, que denominamos de espaços-tempos acústicos, nos propomos a encontrar soluções das variáveis dinâmicas do fluido, uma vez que são elas que determinam a geometria acústica, capazes de modelar espaços-tempos efetivos dotados de horizontes de eventos e singularidades, criando portanto um buraco mudo/surdo, ou seja, um análogo de um buraco negro e de buraco branco da Relatividade Geral. Discutimos ainda alguns pontos da estrutura causal dos espaços-tempos acústicos construindo assim um diagrama de Carter-Penrose do buraco mudo/surdo com o intuito de evidenciar as possíveis trajetórias nulas deste espaço-tempo. Ademais, mostramos que na aproximação da acústica geométrica, ou também aproximação eikonal, os raios de som seguem geodésicas tipo luz do espaço-tempo acústico. Por fim, calculamos a curvatura escalar deste espaço-tempo verificando a presença... / In this dissertation we study the classical aspects of analogue models of General Relativity in condensed matter seeking mainly to create a new perception about semi-classical gravitational effects, such as Hawking radiation, in order to better comprehend them. We demonstrate that sound waves propagating in an ideal barotropic fluid with a non-homogeneous irrotacional flow, over a sphere 'S POT. 2' with radius r behave as a Klein-Gordon massless scalar field in a curved spacetime. Through this dissertation, we analyze several properties of this effective spacetime governing the propagation of sound, whose geometry is described by a Lorentzian metric that depends on the hydrodynamic variables of the flow such as the flow velocity, the density and the local speed of sound, always trying to establish correlations between classical concepts of fluid dynamics and purely relativistic concepts. Once a general analysis of these spacetimes is made, which we denominate acoustic spacetimes, we find solutions of the dynamic variables of the fluid, since they determine the acoustic geometry, capable of modeling effective spacetimes endowed with event horizons and singularities, creating therefore a dumb/deaf hole, i.e., an analogue of a black hole and white hole of the General Relativity. We further discuss some points of the causal structure of the acoustic spacetimes, so constructing a Carter-Penrose diagram of the dumb/deaf hole with the aim of bringing to evidence the possible null trajectories of this spacetime. Furthermore, we show that in the approximation of the acoustic geometry, also called eikonal approximation, the sound rays follow lightlike geodesics of the acoustic spacetime. Finally we calculate the scalar curvature of this spacetime verifying the presence of the non flat structure of the 'S POT. 2' sphere, over which the fluid moves

Orientador: Denis Dalmazi / Banca: Elias Leite Mendonça / Banca: Fabrício Augusto Barone Rangel / Resumo: Neste trabalho buscamos encontrar a teoria mais geral para partículas massivas de spin-2 via tensor simétrico. Começamos expondo o caminho que seguiremos para calcular a amplitude de dois pontos saturada por fontes e obter o conteúdo físico de uma dada teoria livre. Como primeira tentativa partimos de uma teoria semelhante a teoria de Fierz-Pauli, mas com termo de massa generalizado. Após isto exploramos uma densidade lagrangiana mais geral, com no máximo duas derivadas. Em ambos os casos retornamos a teoria de Fierz-Pauli como a única viável. Em busca de maior generalidade, posteriormente, propomos uma densidade lagrangiana com coeficientes arbitrários e com potência arbitrária nas derivadas, relacionamos os coeficientes desta teoria com os coeficientes da densidade lagrangiana encontrada anteriormente na literatura via imersão de Euler das equações de Fierz Pauli, o propósito foi verificar se existe uma teoria mais geral que esta última. Por último, a fim de complementar o assunto tratado neste trabalho, verificaremos as consequências de uma dada simetria local no conteúdo físico de uma teoria, de spin-2 massiva / Abstract: In this project we seek to find the most general theory for massive particles of spin-2 through symmetric tensor. We begin by the path we will follow to calculate the amplitude of two points, saturated by sources, and obtain physical contente of a free theory. As first attempt, we started with a theory similar to the Fierz-Pauli's theory, but with a generalized mass term. After this we explored a more general Lagrangian density, with two derivatives in the most. In both cases we return to the Fierz-Pauli's theory as the only viable one. In search of a greater generality, we later propoused a Lafrangian density with arbitrary coefficients and arbitrary power in the derivatives. We related the coefficients of this theory with the Lagrangian density's coefficients found previously in the literature through imersão de Euler of the Fierz-Pauli's equations. The purpose was to verify if there is a more general theory than this last one. Finally, in order to complemente the subject discussed in this paper, we will verify the consequences of a certain local symmetry on the physical contente of a massive spin-2 theory / Mestre

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-22T17:35:09Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1338986 bytes, checksum: 40d5ae8a1f9195a779507be1036da029 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-22T17:35:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1338986 bytes, checksum: 40d5ae8a1f9195a779507be1036da029 (MD5) Previous issue date: 2016-09-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesse trabalho consideramos um modelo para gravitação em um espaço-tempo qua- dridimensional, originalmente proposto por Chamseddine, que pode ser obtido por uma redução dimensional e truncação de uma teoria de Chern-Simons pentadimen- sional. Sua origem topológica, torna-o um candidato interessante para uma quanti- zação mais fácil, por exemplo, na abordagem da quantização de laços. O presente trabalho é dedicado a análise clássica das propriedades do modelo. Soluções cosmoló- gicas, bem como soluções de onda, foram encontradas e comparadas com as soluções correspondentes da relatividade geral de Einstein com constante cosmológica. / In this work we consider a model for gravity in 4-dimensional space-time originally proposed by Chamseddine, which may be derived by dimensional reduction and truncation from a 5-dimensional Chern-Simons theory. Its topological origin makes it an interesting candidate for an easier quantization, e.g. in the Loop Quantization framework. The present work is dedicated to a classical analysis of the model’s properties. Cosmological solutions as well as wave solutions are found and compared with the corresponding solutions of Einstein’s General Relativity with cosmological constant.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-29T04:06:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334803.pdf: 3598108 bytes, checksum: a46fb5f3d8eaab5b00e4c7a4fd7ec78b (MD5) Previous issue date: 2015 / Neste trabalho estudaremos o espaço-tempo de um dipolo magnético com massa, de simetria axial, utilizando a métrica de Weyl. Os casos limites dessa solução onde existe somente a massa ou somente o campo magnético serão também considerados. Por fim, uma aplicação dessa métrica é apresentada, a saber, o cálculo da dependência do ângulo de observação do comprimento de onda emitido por um objeto com um forte campo magnético.<br> / Abstract : In this work we will study the spacetime of a magnetic dipole with mass, of axial symmetry, using the Weyl metric. The limit cases of this solution where there is only the mass or only the magnetic field will also be considered. Finally, an application of this metric is shown, to wit, the calculation of the observational angular dependency of the wavelength emitted by an object with a strong magnetic field.

Orientador: Bruto Max Pimentel Escobar / Banca: Ana Lúcia Barbosa / Banca: Júlio César Fabris / Resumo: Neste trabalho estudamos a estrutura de vínculos da Relatividade Geral (RG) e do Equivalente Teleparalelo da Relatividade Geral (ETRG), utilizando o formalismo de Hamilton-Jacobi para sistemas singulares. Fazemos uma revisão destas duas teorias de gravitação e de suas formulações ADM, tendo em mente que ambas são construídas sobre variedades que são casos particulares da variedade de Riemann-Cartan. Revemos também o formalismo de Hamilton-Jacobi para o tratamento de sistemas singulares, fazendo em seguida a sua aplicação para as duas teorias supracitadas. Nesta análise constatamos que a invariância do ETRG por transformações de Lorentz no espaço tangente das tetradas faz com que a álgebra do vínculos seja diferente daquela obtida para a RG / Abstract: In this work we study the constraint structure of General Relativity (GR) and Teleparallel Equivalent of General Relativity (TEGR), using the Hamilton-Jacobi formalism for singular systems. We make a review of these two theories of gravitation and their ADM formulation, having in mind that both theories are built over manifolds that are particular cases of the Riemann-Cartan manifold. We also review the Hamilton-Jacobi formalism for singular systems, making its application to the cited theories. In this analysis we testify that the invariance of the TEGR under Lorentz transformations in the tangent space of the tetrads implies in a different constraint algebra than that obtained in GR / Mestre

Orientador: George Emanuel Avraam Matsas / Banca: Patricio Anibal Letelier Sotomayor / Banca: Vitório Alberto de Lorenci / Resumo: Nesta dissertação estudamos aspectos clássicos dos modelos análogos à Relatividade Geral em matéria condensada visando sobretudo criar uma nova percepção dos efeitos gravitacionais semi-clássicos, tais como a radiação Hawking, afim de melhor compreendê-los. Neste sentido, demonstramos que as ondas sonoras se propagando em um fluido ideal, barotrópico e irrotacional sobre uma esfera 'S POT. 2' de raio r se comportam como um campo escalar de Klein-Gordon não massivo em um espaço tempo curvo. Analisamos ao longo desta dissertação diversas propriedades deste espaço-tempo efetivo sentido pelo som, cuja geometria é descrita por uma métrica lorentziana dependente das variáveis hidrodinâmicas do fluxo, como a velocidade do fluido, sua densidade e a velocidade local do som, sempre buscando estabelecer correlações entre os conceitos clássicos da dinâmica dos fluidos e conceitos puramente relativísticos. Feita uma análise mais geral destes espaços-tempos, que denominamos de espaços-tempos acústicos, nos propomos a encontrar soluções das variáveis dinâmicas do fluido, uma vez que são elas que determinam a geometria acústica, capazes de modelar espaços-tempos efetivos dotados de horizontes de eventos e singularidades, criando portanto um buraco mudo/surdo, ou seja, um análogo de um buraco negro e de buraco branco da Relatividade Geral. Discutimos ainda alguns pontos da estrutura causal dos espaços-tempos acústicos construindo assim um diagrama de Carter-Penrose do buraco mudo/surdo com o intuito de evidenciar as possíveis trajetórias nulas deste espaço-tempo. Ademais, mostramos que na aproximação da acústica geométrica, ou também aproximação eikonal, os raios de som seguem geodésicas tipo luz do espaço-tempo acústico. Por fim, calculamos a curvatura escalar deste espaço-tempo verificando a presença... / Abstract: In this dissertation we study the classical aspects of analogue models of General Relativity in condensed matter seeking mainly to create a new perception about semi-classical gravitational effects, such as Hawking radiation, in order to better comprehend them. We demonstrate that sound waves propagating in an ideal barotropic fluid with a non-homogeneous irrotacional flow, over a sphere 'S POT. 2' with radius r behave as a Klein-Gordon massless scalar field in a curved spacetime. Through this dissertation, we analyze several properties of this effective spacetime governing the propagation of sound, whose geometry is described by a Lorentzian metric that depends on the hydrodynamic variables of the flow such as the flow velocity, the density and the local speed of sound, always trying to establish correlations between classical concepts of fluid dynamics and purely relativistic concepts. Once a general analysis of these spacetimes is made, which we denominate acoustic spacetimes, we find solutions of the dynamic variables of the fluid, since they determine the acoustic geometry, capable of modeling effective spacetimes endowed with event horizons and singularities, creating therefore a dumb/deaf hole, i.e., an analogue of a black hole and white hole of the General Relativity. We further discuss some points of the causal structure of the acoustic spacetimes, so constructing a Carter-Penrose diagram of the dumb/deaf hole with the aim of bringing to evidence the possible null trajectories of this spacetime. Furthermore, we show that in the approximation of the acoustic geometry, also called eikonal approximation, the sound rays follow lightlike geodesics of the acoustic spacetime. Finally we calculate the scalar curvature of this spacetime verifying the presence of the non flat structure of the 'S POT. 2' sphere, over which the fluid moves / Mestre

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: Patricio Anibal Letelier Sotomayor / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-01T05:27:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 UjevicTonino_Maximiliano_D.pdf: 827098 bytes, checksum: ace5fab3ab1c23b7029fec94192ac4fb (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: São apresentadas soluções numéricas e analíticas para as curvas integrais do campo de velocidades (linhas de fluxo) de um fluido ideal estacionário com equação de estado p = ( g -1 ) . Quando g = 2 , as linhas de fluxo associadas a um buraco negro e esfera rígida aceleradas são estudadas em detalhe, assim como o campo de velocidade de um buraco negro e esfera rígida em um campo dipolar externo (campo de aceleração constante). No último caso, o campo dipolar pode ser produzido por um halo ou casca de matéria. Para cada caso a densidade do fluido é estudada usando linhas de contorno. Para 1 < g < 2 estudamos o caso núcleo com halo dipolar. Encontramos que a contribuição não linear que aparece na equação diferencial parcial para o potencial do campo da velocidade afeta levemente as formas das linhas de fluxo e de densidade constante, mas pode ser notada nos valores da densidade. O estudo de vários casos indicam que isto parece ser a situação geral. A acreção foi também calculada para os casos de buracos negros e comparamos os resultados para vários valores de g. Encontramos que a acreção aumenta ao diminuir a constante g. Pelo que sabemos, esta é a primeira vez que as curvas integrais do campo de velocidade para objetos acelerados e espaço-tempos relacionados são estudados em relatividade geral / Abstract: Analytical and numerical solutions for the integral curves of the velocity field (streamlines) of a steady-state flow of an ideal fluid with p = ( g -1) equation of state are presented. When g = 2, the streamlines associated with an accelerate black hole and a rigid sphere are studied in some detail, as well as, the velocity fields of a black hole and a rigid sphere in an external dipolar field (constant acceleration field). In the latter case the dipole field may be produced by an axially symmetric halo or shell of matter. For each case the uid density is studied using contour lines. We found that the presence of acceleration is detected by these contour lines. For 1 < g < 2 we study the case of the core-dipole-shell model, we found that the non-linear in some detail, as well as, the velocity fields of a black hole and a rigid sphere in an external dipolar field (constant acceleration field). In the latter case the dipole field may be produced by an axially symmetric halo or shell of matter. For each case the uid density is studied using contour lines. We found that the presence of acceleration is detected by these contour lines. For 1 < g < 2 we study the case of the core-dipole-shell model, we found that the non-linear contribution appearing in the partial diferential equation for the velocity potential has little e ect in the form of the streamlines and density contour lines, but can be noticed in the density values. The study of several cases indicates that this appears to be the general situation. The accretion rate was also calculated in the black holes cases and we compared the results for several values of , we found it to increase when the constant decreases. As far as we know this is the first time that the integral curves of the velocity field for accelerate objects and related spacetimes are studied in general relativity / Doutorado / Física / Doutor em Ciências