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

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:02:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2375_1.pdf: 1129192 bytes, checksum: 60a27e8622d22561e15fe1d2b3858ed1 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Universidade Federal de Pernambuco / Neste trabalho estudamos características do universo primitivo, que ocorre logo após a era de Planck. Mostraremos o paradigma atual da cosmologia moderna baseado na teoria da inação cosmológica. Essa teoria foi proposta na década de 80 e explica alguns problemas associados a teoria do Big Bang, como o da platitude e do horizonte. Resolvemos as equações de movimento associadas a evolução dinâmica do fator de escala do universo que emergem da teoria da relatividade geral com a métrica de FLRW. A equação de Hamilton-Jacobi para o campo escalar acoplado minimamente a gravidade será apresentada como uma via alternativa de resolução das equações de Friedmann. Vamos analisar alguns tipos de potenciais inacionários, como o exponencial, o trigonométrico e polinomial. Nesse último veremos que a inação não elimina completamente a escolha de condições iniciais

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:05:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo865_1.pdf: 927742 bytes, checksum: 045ed76754af604f163f6ea26381be7a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A principal intenção de nossa dissertação foi mostrar de que forma a doutrina do eterno retorno em seu âmbito cosmológico se apresenta como parte integrante do projeto nietzschiano de transvaloração moral. No desenvolvimento do tema, primeiramente, realizamos uma exposição sobre a esfera cosmológica da doutrina. Efetuamos esse intento seguindo os caminhos indicados pelo próprio Nietzsche que confessou semelhanças entre sua concepção de eterno retorno e as filosofias do pré-socrático Heráclito de Éfeso, e da escola helenista dos Estóicos. Nesse sentido, fizemos uma pesquisa sobre a influência dos antigos e, posteriormente, retomamos a cosmologia nietzschiana propriamente dita. Depois de apresentar o eterno retorno no domínio da cosmologia, examinamos a relação entre o tema e a transvaloração moral. A partir disso, apresentamos e trabalhamos algumas problemáticas decorrentes da aproximação dos dois conceitos em questão

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:05:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo577_1.pdf: 3475189 bytes, checksum: 05c1943b3c5a1d5f1e44faecc54366cd (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / No século XX, a cosmologia deixou o campo da metafísica para ser consolidada como um ramo da ciência teórica e experimental. Nos últimos anos tem sido observado um grande avanço no importante aparato observacional da cosmologia tornando possível sondar eventos físicos que ocorreram a cerca de 13 bilhões de anos, supostamente ocorridos próximos à singularidade inicial conhecida como Big Bang. Entretanto, muitos mistérios permanecem esperando para ser resolvidos neste novo e promissor século. Entre eles estão as questões da formação de estruturas cosmológicas e das flutuações de densidade na radiação cósmica de fundo (CMB). A solução mais popular parece ser a chamada inflação cosmológica, a ideia de que um período de expansão acelerada ocorrido cerca de 10&#56256;&#56320;43 s após o início do Universo poderia explicar as condições iniciais do Big Bang e o espectro da CMB. Neste trabalho, analisamos a generalidade do modelo mais simples e mais usado na literatura, o modelo f-FRW, e suas propriedades no espaço de fase da teoria. A ação estudada consiste na de Einstein-Hilbert onde supomos uma métrica do tipo Robertson-Walker acoplada com um campo escalar f e um potencial arbitrário V(f). Aplicamos a equação de Wheeler-DeWitt no modelo f-FRW e, então, propomos uma medida quântica no espaço de fase modificada pelo princípio holográfico de forma a contar heuristicamente a degenerescência proveniente dos graus de liberdade quânticos da gravitação

Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-05-26T20:23:14Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Fábio_dos_Anjos.pdf: 2990406 bytes, checksum: 04cdb7488a4e004746579cdb6677d299 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-26T20:23:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Fábio_dos_Anjos.pdf: 2990406 bytes, checksum: 04cdb7488a4e004746579cdb6677d299 (MD5) / Um problema que temos na Física contemporânea é a discrepância entre a massa total observada no Universo e a massa total prevista pela Lei da gravidade de Newton ou de Einstein. Existem dois caminhos propostos para tentar explicar esse desvio da previsão teórica: i) existe uma distribuição de matéria não observada que gera os efeitos gravitacionais observados, a chamada matéria escura; ii) em determinado regime a lei da gravidade deve ser modificada para produzir os efeitos observados, são chamadas no geral de modificações da lei da gravidade de Newton ou de Einstein. Atualmente a proposta da existência da matéria escura é a mais aceita pela comunidade cientifica. Porém, mesmo após grandes investimentos ainda não foi observada de forma direta. Isso abre espaço à segunda proposta e neste trabalho mostramos que a modificação da lei de gravidade, mais especificamente através da gravidade entrópica, é possível deduzir a lei empírica de Tully-Fisher, muito bem estabelecida e que domina a dinâmica das galáxias, além de preservar a relatividade geral de forma particular. A gravidade entrópica é um modelo que descreve a gravidade como uma força entrópica, a gravidade não seria uma interação fundamental mediada por uma partícula de calibre (gráviton), mas um processo emergente, uma consequência probabilística da tendência de sistemas físicos em aumentar a sua entropia. A proposta utiliza as leis de informação embutidas no princípio holográfico e a termodinâmica. Atualmente é uma nova linha de pesquisa muito ativa. Nesta dissertação são estudadas as consequências desse modelo, sempre atrelado com os dados observacionais. / A problem that we have in contemporary physics is the mass discrepancy in the total universe between what is observed and what is inferred by Einstein’s or Newton’s law of gravity. There are two proposed ways that try to explain this deviation from theoretical prevision: i) there is a matter distribution not observed wich generates the observed gravitational effects, it’s the so called dark matter; ii) in determined regime the law of gravity must be modified to produce the observed effects, in general these are called mo- difications of Newton’s or Einstein’s laws of gravity. Nowadays the proposed existence of dark matter is the most accepted by scientific the community. Yet even after great investment there’s no direct observation of such matter, this substantiate the second proposal. In this work we show a modification of gravity, the entropic gravity, from which it’s possible to deduce the empirical Tully-Fisher law, a well established law in galaxy dynamics, and it still preserves general relativity in particular. The entropic gravity is a model wich describes gravity as an entropic force, in this scenario gravity is not a fundamental interaction mediated through a gauge particle (graviton), instead it’s an emergent fenomenon, a consequence from the probabilistic tendency for physical systems to raise their entropy. This proposal utilizes the laws of information embedded in the holographic principle and thermodynamics. It’s a very active new line of research. In this dissertation We show the concequences from this model, always in conjunction with observed data.

Orientador: Pedro Cunha de Holanda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-24T10:31:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miguez_BrunoSilvaRodriguez_D.pdf: 3341752 bytes, checksum: 929d02bdf7d42cd3826d597a0b6ceca8 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Uma das grandes fronteiras da física atual é a identificação da Matéria Escura, que seria responsável por cerca de 25% da densidade do universo. Diversos candidatos a Matéria Escura foram propostos, entre eles os WIMPs (Weakly Interacting Massive Particle). A Colaboração Xenon tem como objetivo a detecção direta de matéria escura através de colisões elásticas com núcleos de xenônio, monitorados em uma câmara de projeção temporal. Os primeiros detectores da colaboração Xenon (Xenon10 e Xenon100) obtiveram grande sucesso impondo os limites mais restritivos para seção de choque WIMP-nucleon quando foram publicados seus resultados. Atualmente o terceiro detector da colaboração, o Xenon1T, está em construção e é esperado que ele verifique seções de choque até duas ordens de grandeza abaixo dos limites atuais. O Xenon1T possuirá um sistema de veto ativo, o Water Tank. A câmara de projeção temporal do Xenon1T será localizada dentro de um detector que busca, através da detecção de outros produtos, identificar nêutrons rápidos produzidos através da interação de múons com as rochas ou estrutura ao redor do detector. As paredes internas do Water Tank são cobertas com uma folha refletora DF2000MA para aumentar a captação de luz. Nesta tese foi estudada a taxa de eventos gerada pela resposta da folha DF2000MA à radioatividade do aço que compõe a estrutura do Water Tank e seu impacto no funcionamento do sistema de veto. A taxa destes eventos que gerariam um sinal no Water Tank seria da ordem de 10-4 Hz, muito abaixo da taxa de operação planejada para o Water Tank (? Hz), não sendo portanto um problema. Outro estudo realizado foi sobre o sinal gerado por neutrinos de supernovas através de espalhamento coerente com os núcleos. Supernovas próximas seriam responsável por menos de 10 eventos concentrados em poucos segundos, muito distintos do fundo esperado de recuos nucleares no Xenon1T, da ordem de 0.1 por ano. Sendo o sinal de uma supernova facilmente reconhecido durante a análise / Abstract: Actually an important frontier on physics is the Dark Matter identification. The Dark Matter is responsible for 80% Universe matter density on Universe. Different Dark Matter candidates have been proposed, among them the WIMPs (Weakly Interacting Massive Particle). The Xenon Collaboration have as goal the direct detection of Dark Matter by observation of elastic scattering on xenon nuclei. The first two Xenon phases achieved great sucess with the most constraining limits on WIMP-nuclei cross section at publishing time. Today the third detector (Xenon1T) is under construction and it expect to probe cross section two orders below the actual limits. One big difficult to increase the detector mass is the signal to noise ratio. The Xenon detectors keep record of excitation and ionization energy ratio to discriminate between electronic recoils and nuclear recoils. WIMPs should cause nuclear recoil by coherent elastic scattering on atomic nuclei. The nuclear recoil selection allows a huge increase on sensibility, once the background rate due to nuclear recoil on Xenon1T is five orders lower than the eletronic recoil one. Neutrinos and neutrons can produce nuclear recoils mimicating the WIMP signal. The Xenon1T will have an active veto system, the Water Tank. The Xenon1T time projection chamber will be placed inside a water tank monitored by photomultipliers. It will detect subproducts of muon interactions on rocks around the detector and tag the nuclear recoil due to fast neutrons produced by muons. To increase the light capture in the internal walls of Water Tank will be covered by a reflective foil, the DF2000MA. We studied the event rate due to the DF2000MA response to the alpha radioactivity of structural steel and its impact on veto system. The rate of these events that would generate a signal in veto system obtained by us was around 10-4 Hz, much lower than the operational planned rate (? Hz). Then this response will not be a problem to veto system. Another study was about the supernova neutrinos signal on Xenon1T. Neutrinos can produce nuclear recoils by coherent elastic scattering, mimicating the WIMP signal. We obtained ? 10 events due to a supernova at 8.5 kpc. Furthermore these events would be concentrated in seconds, much different from the Xenon1T nuclear recoil background (? 0.1/year). Then the supernova neutrino signal would be easilly recognized on analysis level / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador : Patricio Anibal Letelier Sotomayor / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-31T18:03:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Motter_AdilsonEnio_D.pdf: 6980160 bytes, checksum: 99e792083dd38ba9bb47cbe00ae92671 (MD5) Previous issue date: 2002 / Doutorado / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Rogério Rosenfeld / Co-orientador: Flávia Sobreira / Banca: José Geraldo Pereira / Banca: Marcos Vinicius Borges Teixeira Lima / Resumo: Neste trabalho revisaremos o formalismo do Modelo de Halos e suas aplicações. No Modelo de Halos, toda a matéria do universo está contida em objetos virializados de matéria escura, resultado de colapso gravitacional. A distribuição de matéria escura nesses halos e como eles estão distribuídos no universo são os principais elementos para caracterizá-los. Mostraremos a teoria que descreve o modelo de halos e testaremos sua eficácia comparando-a com simulações numéricas de formação de estrutura no universo, por meio do espectro de potência. Faremos também uma adaptação do modelo de halos para a matéria escura morna e mostraremos como esse tipo de matéria suprime a formação de estrutura do universo em pequenas escalas / Abstract: In this work we review the formalism of the Halo Model, and its applications. In the Halo Model all the matter of the universe is contained in virialized dark matter halos, as a result of gravitational collapse. The distribution of dark matter within these halos, and how they are distributed in the universe are the main features to caracterize them. We'll show the theory that describes the Halo Model and test is efficiency by comparing it to numerical simulations of structure formation in the universe, using the power spectrum. We'll also do an adaptation of Halo model to warm dark matter, and show how this type of matter supress the structure formation of the universe in small scales / Mestre

No presente trabalho, revisamos o bem estabelecido formalismo de formação de estruturas no universo e a fundamentação teórica do espectro de potência da matéria Revisamos então a literatura atual sobre estimação do espectro de potência, focando nos mêtodos de análise de Fourier que possuem conexão com o formalismo da matriz de Fisher. Com a mesma motivação, desenvolvemos um conjunto de estimadores para levantamentos de galáxias com múltiplas espécies e testamos eficientemente nossas previsões em catálogos artificias simplificados. Esse método é adequado parar tratar levantamentos contendo diferentes espécies de traçadores da estrutura em larga escala, como galáxias, quasares, sistemas de absorção de Lyman-alfa, etc. Encontramos boa concordância entre nossas expectativas e os resultados numéricos, e uma notável superioridade do nosso método quando comparado a outros pré-existentes. / In the present work, we review the well established formalism of structure formation in the universe and the theoretical foundation for the matter power spectrum. We then review the current literature on power spectrum estimation, focusing on Fourier methods that have a close connection to the Fisher matrix formalism. With the same motivation, we develop a set of estimators for surveys with multiple galaxy species and efficiently test our predictions in simple mock catalogs. This method is suitable for treating surveys containing different species of tracers of large-scale structure, such as galaxies, quasars, Lyman-alpha absorption systems, etc. We find good agreement between our expectations and the numerical results, and a remarkable superiority of our method when compared to pre-existing ones.

Na última década, o extraordinário progresso nas observações astronômicas (distâncias com supernovas (SNe Ia), espectros de potência da matéria e da radiação cósmica de fundo (RCF), determinação do brilho de aglomerados de galáxias, etc.) aliado com importantes desenvolvimentos teóricos, transformaram a Cosmologia numa das fronteiras mais excitantes da ciência contemporânea. Nesta tese, diferentes testes observacionais são utilizados para vincular alguns cenários cosmológicos acelerados (com e sem energia escura), todos eles definidos no contexto teórico da Relatividade Geral. Inicialmente, para uma grande classe de modelos com decaimento do vácuo, investigamos os vínculos provenientes da existência de objetos velhos em altos redshifts. No modelo de Chen e Wu generalizado, encontramos que o limite para o parâmetro livre descrevendo a taxa do decaimento do vácuo é 0,21 < n < 0,81. Este resultado descarta o modelo de Chen e Wu original (n=2) e também o modelo de concordância cósmica, LCDM (n=0). Além disso, quando incluímos o fluido bariônico em nossa análise do modelo de Wang e Meng, obtemos para seu parâmetro livre um limite inferior, epsilon > 0,231, um valor em desacordo com estimativas independentes baseadas em SNe Ia, RCF e o brilho de Raios-X de aglomerados. Propusemos também um teste estatístico com base nas idades estimadas para uma amostra de 13 galáxias velhas em altos redshifts. Através de uma análise conjunta envolvendo as idades das galáxias e as oscilações acústicas dos bárions (BAO), vinculamos o valor da constante de Hubble no contexto do modelo LCDM plano. Considerando um tempo de incubação adotado por diferentes autores, obtemos h=0,71±0,04 (1 sigma), um resultado de acordo com observações independentes baseadas em Cefeidas (obtidas com o Hubble Space Telescope) e outras estimativas mais recentes. Outro resultado interessante foi obtido através de uma análise termodinâmica para uma classe de modelos com interação no setor escuro (matéria escura-energia escura). Contrariamente ao que se pensava até então, encontramos que a termodinâmica permite que a matéria escura decaia em energia escura, contanto que ao menos uma das componentes possua um potencial químico não-nulo. Como complemento, mostramos que, para um termo de interação específico, dados de SNe Ia, BAO e RCF favorecem o decaimento da matéria escura com ~ 93% de confiança estatística. Investigamos também o comportamento do redshift de transição em diferentes cosmologias, com e sem energia escura, e mostramos que essa quantidade pode ter uma variação extrema dependendo do modelo cosmológico subjacente. Finalmente, discutimos também um novo modelo cosmológico cuja aceleração em baixos redshifts é determinada pela criação de partículas da matéria escura fria. O modelo representa uma redução do setor escuro, isto é, não tem energia escura, contém apenas um parâmetro livre e satisfaz os vínculos de Supernovas do tipo Ia tão bem quanto o modelo LCDM padrão. / In the last decade, the extraordinary progress of the astronomical observations (distances with supernovas, matter and cosmic background radiation (CBR) power spectrum, X-ray surface brightness of galaxy clusters, etc) associated with important theoretical developments turned Cosmology one of the most exciting frontiers of contemporary science. In this thesis, different observational tests are used to constrain several cosmological accelerating scenarios (with and without dark energy), all of them defined in the theoretical framework of General Relativity. Initially, for a large class of decaying vacuum models, we investigate the constraints provided by the existence of old high redshift objects. In the model proposed by Chen and Wu, we find that the limit for the free parameter describing the decay rate of the vacuum fluid is 0.21 < n < 0.81. This result ruled out the original Chen and Wu model (n = 2) and also the cosmic concordance model, LCDM (n = 0). Further, when we include the baryonic fluid in our analysis of the Wang and Meng model, we find for its free parameter a lower bound, epsilon > 0.231, a value in disagreement with independent estimates based on SNe Ia, CMB (shift parameter) and the X-ray surface brightness of galaxy clusters. We also propose a new cosmological statistical test based on the estimated ages of 13 old high redshift galaxies. By performing a joint analysis involving the ages of the galaxies and the baryon acoustic oscillations (BAO) probe, we constrain the value of the Hubble parameter in the context of the flat LCDM model. For an incubation time adopted by different authors, we find h = 0.71 ± 0.04 (1 sigma), a result in agreement with independent observations based on Cepheids (obtained with the Hubble Space Telescope) and other recent estimations. Another interesting result has been derived from a thermodynamic analysis for a class of models endowed with interaction in the dark sector (dark matter and dark energy). In contrast with some results appearing in the literature, we show that the decaying of cold dark matter into dark energy is not forbidden by thermodynamics, provided that the chemical potential of one component is different from zero. As a complement, we also show (for a specific term describing the interaction) that this kind of decaying is favored by SNe Ia, BAO and CMB data with ~ 93% of statistical confidence. We also investigate in detail the behavior of the transition redshift for different cosmologies (with and without dark energy). It is found that such a quantity may have an extreme variation that depends on the underlying cosmological model. Finally, we also discuss a new cosmological model whose acceleration at low redshifts is determined by the creation of cold dark matter particles. The model represents a reduction of the dark sector, that is, it has no dark energy, contains only one free parameter and satisfies the Supernovae type Ia constraints with the same precision of the standard LCDM model.