Orientador: Samuel Rocha de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-08T09:44:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_RaphaeldeOliveira_M.pdf: 2899892 bytes, checksum: 6befb1d82e7b4effd083097342934f7d (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Esta dissertação trata de um problema de colapso gravitacional do campo escalar sem massa com simetria esférica, de acordo com as equações de Einstein com acoplamento mínimo. Desenvolvemos algoritmos simples mas com ajuste automático de refinamento para obter soluções numéricas. O refinamento é necessário para descrever os fenômenos do colapso. Utilizamos rotinas comuns para resolver equações diferenciais ordinárias advindas do método das linhas aplicado às equações diferenciais parciais do modelo matemático, a saber, rotinas de Runge-Kutta e de splines cúbicas. Mostramos que é possível obter soluções tão próximas quanto se queria à solução de Buracos Negros e da solução crítica com os algoritmos desenvolvidos e simples computadores de mesa. / Abstract: This dissertation is about a problem of gravitational collapse of the spherically symmetric massless scalar field in accord to the Einstein equations with minimal coupling. We developed simple but with adaptative mesh refinement algorithm to obtain numerical solutions. The mesh refinement is required to describe the collapse phenomena. We used common routines to solve ordinary differential equations that come from the method of lines applied to the partial differential equations of the mathematical model, namely, Runge-Kutta and cubic splines routines. We showed that it is possible to get solutions as close as we want to the Black Holes solution and to the critical solution using our developed algorithms and simple desktop computers / Mestrado / Fisica-Matematica / Mestre em Matemática Aplicada

Orientadores: Patricio Anibal Letellier Sotomayor e Kyoko Furuya / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-11T10:44:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MarceloZimbres_M.pdf: 810192 bytes, checksum: 16b4f94ccf4183c0371eac2b660a72f3 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Para estudar de forma completa a precessão de um giroscópio em órbita, revisamos a dedução das equações de Papapetrou, em particular, para mostrar que em uma aproximação de partícula teste essas equações implicam o transporte de Fermi-Walker do spin. Para estudar as correções devidas a oblaticidade de um corpo central na precessão do spin, fizemos uma revisão da teoria dos multipolos relativísticos focados nas definições de Geroch-Hansen e de Thorne. Usamos todos esses conceitos para estimar as correções multipolares na precessão de Lense-Thirring, em especial, encontramos uma fórmula exata para a precessão em termos de dois escalares, as partes real e imaginária do potencial de Ernst. Em uma aproximação linear para o campo gravitacional, escrevemos nossa fórmula em termos dos multipolos de Thorne. Para estimar essas correções usamos alguns modelos conhecidos para a métrica do planeta Terra e comparamos nossos resultados com outros trabalhos / Abstract: To study the precession of an orbiting gyroscope we review the theory of the Papapetrou equations and show that they imply the Fermi-Walker transport law. We review also the theory of relativistic multipole moments, specifically the definitions of Geroch-Hansen and Thorne, to describe non-spherical bodies in general relativity. For stationary axially symmetric spacetimes we find a simple expression for the Lense-Thirring precession in terms of the Ernst potential. This expression is used to compute, in the weak field approximation, the major non-spherical contributions to the precession of a gyroscope orbiting the Earth. We use some known models for the earth metric to estimate the contributions and compare our results with some previously known ones / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientadores: Alberto Vazquez Saa, Marcelo Moraes Guzzo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-24T01:44:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Froes_AndreLuisDelvas_D.pdf: 13866800 bytes, checksum: 096d2e613867ddb45ba06cca87c00dec (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Na presente tese, após revisão do estado da arte da cosmologia observacional, dos modelos de blindagem cosmológica para campos escalares e de modelos vetoriais para energia escura, foi apresentada a pesquisa original do projeto. Ela consistiu na elaboração do primeiro modelo de blindagem cosmológico aplicável a campos vetoriais, por meio de uma modificação conforme na Relatividade Geral, dependente do módulo do campo. Nos meios onde a densidade é elevada, o campo vetorial oscila em torno de zero, enquanto em meios de baixa densidade ele possui um valor não nulo. Como resultado, o campo vetorial não afeta a evolução no Universo primordial nem gera uma quinta força ou modificações detectáveis na gravitação local. O mecanismo também pode ser utilizado para esconder violações de Lorentz em pequenas escalas. A evolução cosmológica do modelo é estudada em detalhes / Abstract: In this thesis, after a review on the state of the art on observational cosmology, screening mechanisms for scalar fields and vector field models for dark energy, the original research of this project is presented. It consisted in the creation of the first screening mechanism for vector fields, by means of a conformal modification of General Relativity, dependent on the norm of the field. In high density environments, the vector field oscillates around zero, while in low density environments it has a non-null value. As a result, the vector field doesn\'t affect the evolution in the early Universe, nor generates a fifth force or detectable modifications in local gravity. The mechanism can be used as well to hide Lorentz violations in small scales. The cosmological evolution is studied in detail / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Roberto de Andrade Martins / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-02T08:27:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JuradoHerrera_NuryIsabel_M.pdf: 1195976 bytes, checksum: ca21c9b45a3155f88dc2049fb4dd06b3 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: A presente dissertação introduz as idéias básicas para o surgimento da teoria da relatividade geral e sua posterior aplicação na construção de modelos cosmológicos relativísticos. Desta forma é apresentado um estudo histórico detalhado do desenvolvimento das cosmologias relativísticas no período compreendido entre 1917 e 1930, começando com o próprio Albert Einstein que, em 1917, propôs o primeiro modelo desta natureza, e encerrando a análise com Sir Arthur Eddington em 1930, cujo modelo, "Lemaître-Eddington", engloba os avanços da época. A partir do modelo de Lemaître-Eddington estudamos o papel fundamental que Eddington atribui à constante cosmológica, é neste item que suas concepções epistemológicas ficam mais evidenciadas, embora elas estejam presentes desde seus primeiros trabalhos. Discutimos também sua argumentação para calcular as constantes da natureza por métodos puramente teóricos. Acompanhamos o desenvolvimento do formalismo matricial que Eddington apresenta para escrever a equação de Dirac para o elétron e, a partir desta nova notação, descrevemos os argumentos utilizados por Eddington para encontrar o valor da constante de estrutura fina, a razão entre a massa do próton e do elétron, a razão entre a força elétrica e a força gravitacional entre um próton e um elétron, a razão entre um comprimento de tipo atômico e o raio de curvatura natural do espaço. Enfim, este estudo analisa as fases do trabalho científico de Eddington estabelecendo uma ponte entre seu trabalho cosmológico e seu trabalho epistemológico / Abstract:The present dissertation introduce the basic ideas of the beginning of the general theory of relativity and its later application on the construction of relativistic cosmological models. So we present here a detailed historical study of the development of the relativistic cosmologies in the period between 1917 and 1930, starting with Albert Einstein who, in 1917, proposed the first model of this kind, and finishing the analysis with Sir Arthur Eddington in 1930, whose model, "Lemaître-Eddington", incorporate the progresses of that time. From the model of "Lemaître-Eddington" we study the basic rule Eddington gives to the cosmological constant. It is in this topic his epistemological concepts become more evident, even though it is present since his ½rst works. We also discuss Eddington's argumentation to calculate the constants of the nature by pure theoretical methods. We follow the development of the matrix formalism that Eddington presents to write the Dirac equation for the electron and from this new notation we describe the logic used by Eddington to find the value of fine structure constant, the rate between the proton and electron mass, the rate between the electrical and gravitational force between a proton and an electron, the rate between an atomic length and the natural spacial curvature radius. So, this essay analyzes the diÿerent periods of Eddington's scientific work establishing one bridge between his cosmological work and his epistemological work / Mestrado / Física / Mestre em Física

Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-06-09T18:45:03Z No. of bitstreams: 1 Dissertação .pdf: 8597580 bytes, checksum: bb76dda18d3a914f374ff1ebfea47fe1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-09T18:45:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação .pdf: 8597580 bytes, checksum: bb76dda18d3a914f374ff1ebfea47fe1 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Estrelas de nêutrons se manifestam como diferentes tipos de classes de fontes astrofísicas, que estão associadas a distintas fenomenologias. Aqui focaremos nossas atenções aos magnetares (ou estrelas de nêutrons altamente magnetizadas) que estão associados aos Soft Gamma Repeaters e os Anomalous X-ray pulsars. O campo magnético na superfície desses objetos atingem valores maiores que 1015G. No âmbito de campos magnéticos tão intensos, efeitos relativísticos começam a serem determinantes para a definição da estrutura desses objetos e somos tentados a nos questionarmos de que forma esses campos magnéticos tão intensos modificam a estrutura e a evolução dessas estrelas. Neste trabalho realizaremos um estudo a respeitos de duas soluções das equações de Einstein-Maxwell (a solução de Bonnor que é uma solução analítica e a solução completa das equações de Einstein-Maxwell encontrada por métodos numéricos) e que descrevem o espaço-tempo exterior a um objeto compacto massivo e com campo magnético dipolar. Para isto revisaremos estas duas soluções e em seguida descreveremos as equações das geodésicas geradas por tais soluções. Nossos estudos mostram que, apesar da solução de Bonnor não satisfazer as equações de Maxwell, as órbitas geradas por esta solução são as mesmas descritas pela solução numérica. Também mostraremos que a inserção de campos magnéticos que assumem valores de até 1017G no centro da estrela não modificam tanto as órbitas das partículas massivas e dos fótons descritas ao redor dessa estrela, e assim a utilização da solução de Schwarzschild para a descrição das órbitas ao redor desse objeto é uma aproximação razoável. / Neutron stars manifest themselves as different classes of astrophysical sources that are associated to distinct phenomenology. Here we focus ours attention on magnetars (or strongly magnetized neutron stars) that are associated to Soft Gamma Repeaters and Anomalous Xray Pulsars. The magnetic field on surface these objects, reaches values greater than 1015. Under intense magnetic fields, relativistic effects begin to be decisive for the definition of the structure and evolution of these objects and are tempted to question ourselves how these strengths fields affect the structure of these stars. In this work we will conduct a study to respect the two solutions of Einstein-Maxwell’s equations (the Bonnor solution which is an analytical solution and a complete solution of the Einstein -Maxwell equations found by numerical methods) that have been found in the literature which describe the spacetime exterior a massive compact object wich possess a magnetic field that a character dipole. For this we revised this two solutions, and then describe the geodesic equations generated by such solutions. Our studies show that, despite the Bonnor solution does not satisfy Maxwell’s equations, the orbits generated by this solution are the same as described by numerical solution. Also show that the inclusion of magnetic fields that assumes values of up to 1017G in the center of the star does not modify the orbits of the massive particles and the photons which are described around this star, and so the use of Schwarzschild solution for the description of the orbits around this object is a reasonable approximation.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:18:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341344.pdf: 3089176 bytes, checksum: aefc6f16c704f422d1620ea30c1e0a4c (MD5) Previous issue date: 2016 / A partir da publicação do PCN de 2000 tornou-se pública e de interesse do Ministério da Educação a inserção de física moderna e contemporânea (FMC) no ensino médio nacional. Mesmo após 15 anos pouco foi feito para que essa inserção aconteça de fato, e dentre os motivos listados pelos professores está a falta de materiais educacionais. Com a finalidade de diminuir essa lacuna existente decidi refletir sobre a construção de um material instrucional sobre a FMC para o ensino médio. O tema escolhido foi a relatividade geral por ser pouco presente nos materiais instrucionais para essa faixa de ensino e por ser de grande apelo na física e na mídia em geral, com destaque para o cinema, como no recente filme ?Interestelar?1 e outros mais antigos como ?Einstein e Eddington?2 e ?Contato?3. O modelo de educação escolhido foi a educação online que não determina local e tempo, por isso a escolha por um material digital. Um professor pode usar a unidade de aprendizagem proposta com seus alunos ou o aluno pode usar para seu estudo sozinho ou em grupo. A unidade de aprendizagem apresentada é composta por 4 etapas do modelo 4C/ID que são: material introdutório (tarefas de aprendizagem), texto explicativo (informação de apoio), simulação e tutorial da mesma (informação processual) e questões conceituais (prática nas tarefas). Todas essas etapas foram elaboradas sob a organização metodológica do design instrucional e pautadas teoricamente na teoria da carga cognitiva objetivando um material educacional facilitador de aprendizagem. O repositório escolhido foi o Sway4 por se adaptar melhor à proposta que inclui diversos recursos digitais.<br> / Abstract : Since the publication of the CPN 2000 became public and of interest to the Ministry of Education the inclusion of modern and contemporary physics (FMC) in the national high school. Even after 15 years, little has been done so that this insertion actually happening, and among the reasons listed by the teachers is the lack of educational materials. In order to reduce this gap I decided to reflect on the construction of an instructional material about FMC to high school. The theme was general relativity to be little present in instructional materials for this school range and be of great appeal in physics and in the media, especially the cinema, as in the recent movie "Interstellar" ¹ and more old as "Einstein and Eddington" ² and "Contact" ³. The chosen model of education was online education that does not determine location and time, so the choice of a digital material. A teacher can use the proposed learning unit with his students or the student can use for his study alone or in groups. The presented learning unit consists of four steps from the model 4C/ID: introductory material (learning tasks), explanatory text (supporting information), simulation and tutorial of the same (procedural information) and conceptual issues (practice on tasks). All these steps have been prepared under the methodological organization of instructional design and guided theoretically by cognitive load theory aiming for an educational material facilitator of learning. The repository chosen was the Sway4 for better adapt to the tender includes several digital resources.

Orientador : Patricio Anibal Letelier Sotomayor / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-31T17:50:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_RafaelRibeiroDiasVilelade_M.pdf: 1301756 bytes, checksum: 03f1033594a7b9d0285dbd19b8615341 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Estudamos a ocorrência de caos homoclínico nas órbitas (geodésicas) de partículas-teste sujeitas à ação gravitacional de um buraco-negro central e de uma casca (halo) exterior de matéria. Para isso, supomos que a casca externa tem simetria axial, de maneira que a métrica resultante é uma métrica de Weyl. Tratamos os efeitos gravitacionais dessa casca como perturbação multipolar da métrica de Schwarzschild e utilizamos o Método de Melnikov para detectar a presença do emaranhado homoclínico no espaço de fase, estrutura que implica dinâmica caótica do tipo Ferradura de Smale. Concluímos que caos homoclínico é geral nessa situação e discutimos algumas possíveis conseqüências físicas / Abstract: We study the occurrence of homoclinic chaos in the orbits (geodesics) of test-particles under the gravitational action of a central black-hole and an exterior shell of matter. To this purpose we assume that the shell is axially symmetric, so that the corresponding metric is a Weyl one. We treat the gravitational effects of the shell as a multipolar pertubation of the Schwarzschild metric and use the Melnikov Method to show the existence of the homoclinic tangle in phase space, which implies that the dynamics is chaotic in the sense of the Smale horseshoe. We conclude that homoclinic chaos is general in this situation and discuss some physical consequences / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Patricio Anibal Letelier Sotomayor / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-31T23:34:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vogt_Daniel_M.pdf: 649100 bytes, checksum: e8a346c8861f6ce847f16d4d80860fd1 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: É dada uma visão geral do problema de reação à radiação na teoria clássica de campos. São discutidas a dedução e propriedades das equações de movimento de partículas com reação à radiação para campos de spin 0, spin 1 e spin 2. Em particular, é feito um estudo detalhado da equação de Lorentz-Dirac. Utilizando um método numérico conveniente, aplicou-se a equação de Lorentz-Dirac a alguns problemas físicos de interesse e obteve-se, na maioria dos casos, resultados satisfatórios. Discute-se ainda o problema de reação à radiação na teoria da Relatividade Geral / Abstract: A general view of the problem of radiation reaction in classical field theory is given. The deduction and properties of the equations of motion of particles with radiation reaction for spin 0, spin 1 and spin 2 fields are discussed. In particular, a detailed study of the Lorentz-Dirac equation is done. Using an appropriate numerical method, the Lorentz-Dirac equation was applied to some physical problems of interest, and in most cases, the results were satisfactory. The problem of radiation reaction in General Relativity is also discussed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Patricio Anibal Letelier Sotomayor / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-07-19T02:43:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Holvorcem_PauloRenatoCenteno_D.pdf: 3546179 bytes, checksum: 61dff8aaf929d24f54fca1399b884537 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Apresentamos uma teoria linearizada para o estudo da dinâmica de pe­quenas perturbações de alguns sistemas com simetria cilíndrica em relativi­dade geral. A primeira parte refere-se a cordas cósmicas estáticas retilíneas, de espessura finita na teoria de calibre U(l) acoplada às equações de Einstein. Inici­almente, são desenvolvidos métodos numéricos específicos para a solução do sistema de equações diferenciais ordinárias que descreve este tipo de corda, incorporando informações sobre o comportamento assintótico da solução e certas identidades integrais que esta deve satisfazer. Um método baseado em colocação com splines quÍnticas mostra-se bastante eficiente, permitindo refinar os valores publicados para o déficit angular e a densidade linear de energia da corda. As equações de campo são então linearizadas em torno da solução para uma corda estática, assumindo que as perturbações têm simetria cilíndrica. Empregando o método dos modos normais, o problema é reduzido a um sistema de equações diferenciais ordinárias para a estrutura espacial dos modos normais. Empregando algoritmos para a solução numérica de proble­mas generalizados de autovalores, encontra-se evidência de que a corda em questão é estável frente a perturbações radiais. Mostra-se que a corda admite um espectro contínuo de modos neutros em que as perturbações da métrica e dos campos que compõe a corda comportam-se como ondas estacionárias. O espectro pode ser dividido em regiões de freqüência alta, intermediária e baixa; o número de modos normais independentes por freqüência (degene­rescência) é diferente em cada região. Soluções numéricas para os modos neutros são obtidas pelo método de Runge-Kutta, empregando as soluções estáticas previamente obtidas em termos de splines para a computação dos coeficientes nas equações para as perturbações. Argumenta-se que os concei­tos de modos quase-normais e de modos complexos que se propagam para o exterior, comumente usados na literatura sobre modelos estelares, não são particularmente úteis na descrição das perturbações de cordas U(l). Na segunda parte do trabalho, é introduzida uma nova classe de soluções estacionárias das equações de Einstein, representando vórtices auto-gravitantes compostos por um gás ideal relativístico com temperatura uniforme e uma distribuição arbitrária de velocidades angulares em torno do eixo de simetria. Exemplos deste tipo de soluções são determinadas numericamente por um método de shooting. Com a suposição de temperatura uniforme, é possível deduzir uma expressão integral para a densidade linear do vórtice, onde as contribuições devidas à rotação aparecem explicitamente; além disso, mostra-se que o problema de valores de contorno não-linear que define o vórtice é invariante sob certas mudanças de escala das coordenadas e cam­pos. No estudo de perturbações radiais destes sistemas, restringe-se a atenção ao caso mais simples de um politropo sem rotação. Com o auxílio da me­todologia já empregada para as cordas U(l), obtém-se evidência de que o politropo estático é estável frente às perturbações consideradas. A estrutura do espectro de modos neutros é bem mais simples do que no caso da corda U(l), com apenas um modo por freqüência; cada modo é composto por on­das gravitacionais e acústicas estacionárias acopladas. Curvas de amplitude e fase assintóticas da componente gravitacional do modo normal normalizado em função da freqüência mostram características normalmente associadas à presença de um espectro discreto de modos complexos que se propagam para o exterior; entretanto, argumenta-se que não existem modos em que tanto as perturbações gravitacionais quanto as acústicas se propagam para o exterior. Uma limitação da teoria linearizada desenvolvida neste trabalho é sua ina­bilidade para descrever a evolução final de uma perturbação que se propaga para o exterior; esta limitação é explicada pela formação de ondas de choque (um fenômeno não-linear) nas camadas mais rarefeitas do politropo. / Abstract: A linearized theory of the dynamics of small perturbations of certain cylin­drically symmetric systems in general relativity is presented. Firstly, we deal with straight, static cosmic strings of finite thickness in the U(l) gauge theory coupled to the Einstein equations. Taking into ac­count the asymptotic behavior of the solution and certain integral identities, we develop specific numerical methods to solve the system of ordinary dif­ferential equations which describes this type of string. A method based on quintic spline collocation turns out to be very effective, allowing us to refine the published values for the string angular deficit and linear energy density. Assuming that the perturbations have cylindrical symmetry, the field equa­tions are then linearized about the static string solution. Using the method of normal modes, the problem is reduced to a system of ordinary differential equations for the spatial structure of the normal modes. Algorithms for the numerical solution of generalized value problems provide evidence that the string is stable against radial perturbations. We show that the string has a continuous spectrum of neutral modes, in which the perturbations of the metric and the fields which make up the string behave as stationary waves. The spectrum may be divided in regions of high, intermediate and low frequencies the number of independent normal modes per frequency is different in each region. Employing the static solutions previously obtained in terms of splines for the computation of the coefficients in the perturbation equati­ons, we obtain numerical solutions for the neutral modes by the Runge-Kutta method. It is argued that the concepts of quasi-normal modes and complex outgoing modes, commonly used in the literature on stellar models, are not particularly useful in the description of the perturbations of U (1) strings. In the second part of this work, we introduce a new class of stationary solutions of the Einstein equations, which represent self-gravitating vortices in an ideal relativistic gas with an uniform temperature distribution and an arbitrary distribution of angular velocities about the axis of symmetry. Examples of such solutions are determined numerically by a shooting method. With the assumption of uniform temperature, it is possible to derive an inte­gral expression for the linear density of the vortex, wherein the rotation contributions appear explicitly. Furthermore, we show that the non-linear boundary-value problem which defines the vortex is invariant under a certain scaling of the coordinates and fields. In the study of radial perturbations of these systems, we restrict our attention to the simplest case, namely non­rotating polytrope. Performing an analysis which is analogous to the one for U (1) strings, we find numerical evidence that the static polytrope is sta­ble with respect to radial perturbations. The structure of the spectrum of neutral modes is much simpler than that of the U(l) string, consisting of a single mode per frequency; each mode exhibits coupled stationary gravitati­onal and acoustic waves. The curves of asymptotic amplitude and phase of the gravitational component of the normalized normal mode as a function of frequency display characteristics which are normally associated with the existence of a discrete spectrum of complex outgoing modes; however, it is argued that there are no modes in which both the acoustic and the gravitati­onal perturbations are outgoing. A limitation of the present linearized theory is its inability to describe the final evolution of a perturbation which propa­gates outwards; this limitation is explained by the formation of shock waves (a non-linear phenomenon) in the outer, rarefied layers of the poly trope. / 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 2018-08-10T14:48:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DiazPolanco_JoseLuisBernardo_D.pdf: 1702870 bytes, checksum: b78c0c03a9b2631b73aa3127ce3e7c0b (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Apresentamos duas soluções analíticas das equações de Einstein: A primeira para o caso estático no qual um fluido carregado está em torno de um corpo massivo com propriedades magnétic~ do tipo dipolar. Esta solução se reduz à solução de Gutsunaev-Manko [Ts.I. Gutsunaev , V .8. Manko Phys. Lett. 5, 215, 19851 se o fluido carregado desaparece. Encontramos que o balanço entre os campos acoplados é devido à existência de fluxos de energia (térmica e eletromagnética) auto-compensados. A pressão de radiação compensa os efeitos dinâmicos do fluido ao redor do corpo central. Estudamos os fluxos de energia no sistema e suas propriedades termodinâmicas. Encontramos o estado termodinâmico do sistema. Esta solução contém a solução de 8chwarzschild como caso particular . A segunda solução descreve um dipolo magnético massivo e irradiante. Esta solução é dependente do tempo e descrevemos cada uma das grandezas que participam na solução. Analisamos os fluxos de energia do sistema e notamos que a radiação do dipolo diminui com o tempo chegando num estágio final do tipo dipolo magnético massivo no vácuo. Torna-se interessante pensar na possibilidade de observação destes fluxos de energia na vizinhança de objetos estrelares compactos com propriedades magnéticas extremas / Abstract: We derive analytical solutions of the Einsteinfs equations for two different cases: The first one, a static case, in which a charged fluid is around a mass with extreme magnetic properties of the dipole type. This solution reduces to the Gutsunaev-Manko solution [Ts.I. Gutsunaev , V .S. Manko Phys. Lett. 5, 215, 19851 in the abscense of the charged fluid. We found that the gravitational equilibrium of the system is achieved when the energy fluxs ( thermal and electromagnetic) are balanced and the effective radiation pressure compensates the gravitational effects in the fluid. We study the flows of energy in the system and their thermodynamics properties, we found an analytical expression for the thermodynamic state of the coupled systems. This solution contains the Schwarzschild solution as a particular case. The second solution describes a massive magnetic dipole emiting radiation decreasing in time. In this case we also found the thermodynamic state of the system. As a conclusion, we believe that our theoretical model can be applied to compact stellar systems with extreme magnetic properties / Doutorado / Relatividade e Gravitação / Doutor em Ciências