Condições de energia de hawking e ellis e a equação de raychaudhuri

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Crislane de Souza
Data de Publicação: 2011
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/16573
Resumo: In the Einstein s theory of General Relativity the field equations relate the geometry of space-time with the content of matter and energy, sources of the gravitational field. This content is described by a second order tensor, known as energy-momentum tensor. On the other hand, the energy-momentum tensors that have physical meaning are not specified by this theory. In the 700s, Hawking and Ellis set a couple of conditions, considered feasible from a physical point of view, in order to limit the arbitrariness of these tensors. These conditions, which became known as Hawking-Ellis energy conditions, play important roles in the gravitation scenario. They are widely used as powerful tools for analysis; from the demonstration of important theorems concerning to the behavior of gravitational fields and geometries associated, the gravity quantum behavior, to the analysis of cosmological models. In this dissertation we present a rigorous deduction of the several energy conditions currently in vogue in the scientific literature, such as: the Null Energy Condition (NEC), Weak Energy Condition (WEC), the Strong Energy Condition (SEC), the Dominant Energy Condition (DEC) and Null Dominant Energy Condition (NDEC). Bearing in mind the most trivial applications in Cosmology and Gravitation, the deductions were initially made for an energy-momentum tensor of a generalized perfect fluid and then extended to scalar fields with minimal and non-minimal coupling to the gravitational field. We also present a study about the possible violations of some of these energy conditions. Aiming the study of the single nature of some exact solutions of Einstein s General Relativity, in 1955 the Indian physicist Raychaudhuri derived an equation that is today considered fundamental to the study of the gravitational attraction of matter, which became known as the Raychaudhuri equation. This famous equation is fundamental for to understanding of gravitational attraction in Astrophysics and Cosmology and for the comprehension of the singularity theorems, such as, the Hawking and Penrose theorem about the singularity of the gravitational collapse. In this dissertation we derive the Raychaudhuri equation, the Frobenius theorem and the Focusing theorem for congruences time-like and null congruences of a pseudo-riemannian manifold. We discuss the geometric and physical meaning of this equation, its connections with the energy conditions, and some of its several aplications.
id UFRN_39c968de7c590113cf7ada8301d141b5
oai_identifier_str oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/16573
network_acronym_str UFRN
network_name_str Repositório Institucional da UFRN
repository_id_str
spelling Santos, Crislane de Souzahttp://lattes.cnpq.br/6091154060392484http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763288H3Alcaniz, Jailson Souza dehttp://lattes.cnpq.br/4351190607357917Carvalho Filho, Joel Câmara dehttp://lattes.cnpq.br/4585335971279853Medeiros, Deusdedit Monteirohttp://lattes.cnpq.br/2725714861694839Santos, Janilo2014-12-17T15:14:52Z2012-01-262014-12-17T15:14:52Z2011-04-14SANTOS, Crislane de Souza. Condições de energia de hawking e ellis e a equação de raychaudhuri. 2011. 97 f. Dissertação (Mestrado em Física da Matéria Condensada; Astrofísica e Cosmologia; Física da Ionosfera) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2011.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/16573In the Einstein s theory of General Relativity the field equations relate the geometry of space-time with the content of matter and energy, sources of the gravitational field. This content is described by a second order tensor, known as energy-momentum tensor. On the other hand, the energy-momentum tensors that have physical meaning are not specified by this theory. In the 700s, Hawking and Ellis set a couple of conditions, considered feasible from a physical point of view, in order to limit the arbitrariness of these tensors. These conditions, which became known as Hawking-Ellis energy conditions, play important roles in the gravitation scenario. They are widely used as powerful tools for analysis; from the demonstration of important theorems concerning to the behavior of gravitational fields and geometries associated, the gravity quantum behavior, to the analysis of cosmological models. In this dissertation we present a rigorous deduction of the several energy conditions currently in vogue in the scientific literature, such as: the Null Energy Condition (NEC), Weak Energy Condition (WEC), the Strong Energy Condition (SEC), the Dominant Energy Condition (DEC) and Null Dominant Energy Condition (NDEC). Bearing in mind the most trivial applications in Cosmology and Gravitation, the deductions were initially made for an energy-momentum tensor of a generalized perfect fluid and then extended to scalar fields with minimal and non-minimal coupling to the gravitational field. We also present a study about the possible violations of some of these energy conditions. Aiming the study of the single nature of some exact solutions of Einstein s General Relativity, in 1955 the Indian physicist Raychaudhuri derived an equation that is today considered fundamental to the study of the gravitational attraction of matter, which became known as the Raychaudhuri equation. This famous equation is fundamental for to understanding of gravitational attraction in Astrophysics and Cosmology and for the comprehension of the singularity theorems, such as, the Hawking and Penrose theorem about the singularity of the gravitational collapse. In this dissertation we derive the Raychaudhuri equation, the Frobenius theorem and the Focusing theorem for congruences time-like and null congruences of a pseudo-riemannian manifold. We discuss the geometric and physical meaning of this equation, its connections with the energy conditions, and some of its several aplications.Na teoria da Relatividade Geral de Einstein as equações de campo relacionam a geometria do espaço-tempo com o conteúdo de matéria e de energia, fontes do campo gravitacional. Esse conteúdo é descrito por um tensor de segunda ordem, conhecido como tensor energia-momento. Por outro lado, os tensores energia-momento que possuem significado físico não são especificados por essa teoria. Na década de 70, Hawking e Ellis estabeleceram algumas condições, consideradas plausíveis do ponto de vista físico, com o intuito de limitar as arbitrariedades desses tensores. Essas condições ficaram conhecidas como condições de energia de Hawking-Ellis, desempenham papéis importantes no cenário da gravitação. Elas são largamente usadas como poderosas ferramentas de análise, desde a demonstração de importantes teoremas relativos ao comportamento de campos gravitacionais e geometrias associadas, comportamento quântico da gravitação, até as análises de modelos cosmológicos. Nesta dissertação apresentamos uma dedução rigorosa das várias condições de energia em voga atualmente na literatura científica, tais como: Condição de Energia Nula (NEC), Condição de Energia Fraca (WEC), Condição de Energia Forte (SEC), Condição de Energia Dominante (DEC) e Condição de Energia Dominante Nula (NDEC). Tendo em mente as aplicações mais corriqueiras em Gravitação e Cosmologia, as deduções foram feitas inicialmente para um tensor energia-momento de um fluido perfeito generalizado e depois estendidas aos campos escalares com acoplamento mínimo e não-mínimo ao campo gravitacional. Apresentamos também um estudo sobre as possíveis violações de algumas dessas condições de energia, visando o estudo da natureza singular de algumas soluções exatas da Relatividade Geral de Einstein, em 1955, o físico indiano Raychaudhuri derivou uma equação que hoje é considerada fundamental para o estudo da atração gravitacional da matéria, a qual ficou conhecida como equação de Raychaudhuri. Essa célebre equação é considerada o alicerce da compreensão da atração gravitacional em Astrofísica e Cosmologia e dos teoremas de Singularidades, como por exemplo, o teorema de Hawking e Penrose sobre a singularidade do colapso gravitacional. Nesta dissertação derivamos a equação de Raychaudhuri, o teorema de Frobenius e o teorema da Focalização para congruências tipo-tempo e tipo-nulas de uma variedade pseudo-riemanniana. Discutimos o significado geométrico e físico dessa equação, sua conexão com as condições de energia, e algumas de suas inúmeras aplicações.application/pdfporUniversidade Federal do Rio Grande do NortePrograma de Pós-Graduação em FísicaUFRNBRFísica da Matéria Condensada; Astrofísica e Cosmologia; Física da IonosferaRelatividade geralCondições de energiaEquação de Raychaudhuri.General relativityEnergy conditionsRaychaudhuri equation.CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICACondições de energia de hawking e ellis e a equação de raychaudhuriinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALCrislaneSS_DISSERT.pdfapplication/pdf1091298https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/16573/1/CrislaneSS_DISSERT.pdf831e6bef52e8fad49a4683ec16886d4dMD51TEXTCrislaneSS_DISSERT.pdf.txtCrislaneSS_DISSERT.pdf.txtExtracted texttext/plain151948https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/16573/6/CrislaneSS_DISSERT.pdf.txt6b750e6b6ee5e377d2a742310fbe8950MD56THUMBNAILCrislaneSS_DISSERT.pdf.jpgCrislaneSS_DISSERT.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg2865https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/16573/7/CrislaneSS_DISSERT.pdf.jpg0f916ade62e859f115f5a2f8818789e2MD57123456789/165732017-11-01 10:01:00.717oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/16573Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2017-11-01T13:01Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
dc.title.por.fl_str_mv Condições de energia de hawking e ellis e a equação de raychaudhuri
title Condições de energia de hawking e ellis e a equação de raychaudhuri
spellingShingle Condições de energia de hawking e ellis e a equação de raychaudhuri
Santos, Crislane de Souza
Relatividade geral
Condições de energia
Equação de Raychaudhuri.
General relativity
Energy conditions
Raychaudhuri equation.
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
title_short Condições de energia de hawking e ellis e a equação de raychaudhuri
title_full Condições de energia de hawking e ellis e a equação de raychaudhuri
title_fullStr Condições de energia de hawking e ellis e a equação de raychaudhuri
title_full_unstemmed Condições de energia de hawking e ellis e a equação de raychaudhuri
title_sort Condições de energia de hawking e ellis e a equação de raychaudhuri
author Santos, Crislane de Souza
author_facet Santos, Crislane de Souza
author_role author
dc.contributor.authorID.por.fl_str_mv
dc.contributor.authorLattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/6091154060392484
dc.contributor.advisorID.por.fl_str_mv
dc.contributor.advisorLattes.por.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763288H3
dc.contributor.referees1.pt_BR.fl_str_mv Alcaniz, Jailson Souza de
dc.contributor.referees1ID.por.fl_str_mv
dc.contributor.referees1Lattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4351190607357917
dc.contributor.referees2.pt_BR.fl_str_mv Carvalho Filho, Joel Câmara de
dc.contributor.referees2ID.por.fl_str_mv
dc.contributor.referees2Lattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4585335971279853
dc.contributor.referees3.pt_BR.fl_str_mv Medeiros, Deusdedit Monteiro
dc.contributor.referees3ID.por.fl_str_mv
dc.contributor.referees3Lattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/2725714861694839
dc.contributor.author.fl_str_mv Santos, Crislane de Souza
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Santos, Janilo
contributor_str_mv Santos, Janilo
dc.subject.por.fl_str_mv Relatividade geral
Condições de energia
Equação de Raychaudhuri.
topic Relatividade geral
Condições de energia
Equação de Raychaudhuri.
General relativity
Energy conditions
Raychaudhuri equation.
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
dc.subject.eng.fl_str_mv General relativity
Energy conditions
Raychaudhuri equation.
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
description In the Einstein s theory of General Relativity the field equations relate the geometry of space-time with the content of matter and energy, sources of the gravitational field. This content is described by a second order tensor, known as energy-momentum tensor. On the other hand, the energy-momentum tensors that have physical meaning are not specified by this theory. In the 700s, Hawking and Ellis set a couple of conditions, considered feasible from a physical point of view, in order to limit the arbitrariness of these tensors. These conditions, which became known as Hawking-Ellis energy conditions, play important roles in the gravitation scenario. They are widely used as powerful tools for analysis; from the demonstration of important theorems concerning to the behavior of gravitational fields and geometries associated, the gravity quantum behavior, to the analysis of cosmological models. In this dissertation we present a rigorous deduction of the several energy conditions currently in vogue in the scientific literature, such as: the Null Energy Condition (NEC), Weak Energy Condition (WEC), the Strong Energy Condition (SEC), the Dominant Energy Condition (DEC) and Null Dominant Energy Condition (NDEC). Bearing in mind the most trivial applications in Cosmology and Gravitation, the deductions were initially made for an energy-momentum tensor of a generalized perfect fluid and then extended to scalar fields with minimal and non-minimal coupling to the gravitational field. We also present a study about the possible violations of some of these energy conditions. Aiming the study of the single nature of some exact solutions of Einstein s General Relativity, in 1955 the Indian physicist Raychaudhuri derived an equation that is today considered fundamental to the study of the gravitational attraction of matter, which became known as the Raychaudhuri equation. This famous equation is fundamental for to understanding of gravitational attraction in Astrophysics and Cosmology and for the comprehension of the singularity theorems, such as, the Hawking and Penrose theorem about the singularity of the gravitational collapse. In this dissertation we derive the Raychaudhuri equation, the Frobenius theorem and the Focusing theorem for congruences time-like and null congruences of a pseudo-riemannian manifold. We discuss the geometric and physical meaning of this equation, its connections with the energy conditions, and some of its several aplications.
publishDate 2011
dc.date.issued.fl_str_mv 2011-04-14
dc.date.available.fl_str_mv 2012-01-26
2014-12-17T15:14:52Z
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2014-12-17T15:14:52Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv SANTOS, Crislane de Souza. Condições de energia de hawking e ellis e a equação de raychaudhuri. 2011. 97 f. Dissertação (Mestrado em Física da Matéria Condensada; Astrofísica e Cosmologia; Física da Ionosfera) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2011.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/16573
identifier_str_mv SANTOS, Crislane de Souza. Condições de energia de hawking e ellis e a equação de raychaudhuri. 2011. 97 f. Dissertação (Mestrado em Física da Matéria Condensada; Astrofísica e Cosmologia; Física da Ionosfera) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2011.
url https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/16573
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Física
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFRN
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Física da Matéria Condensada; Astrofísica e Cosmologia; Física da Ionosfera
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFRN
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
instacron:UFRN
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
instacron_str UFRN
institution UFRN
reponame_str Repositório Institucional da UFRN
collection Repositório Institucional da UFRN
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/16573/1/CrislaneSS_DISSERT.pdf
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/16573/6/CrislaneSS_DISSERT.pdf.txt
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/16573/7/CrislaneSS_DISSERT.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 831e6bef52e8fad49a4683ec16886d4d
6b750e6b6ee5e377d2a742310fbe8950
0f916ade62e859f115f5a2f8818789e2
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1802117873152294912