Modelos cosmológicos, agujeros negros y lentes gravitatorias

• Autores: Sendra, Carlos Maximiliano
• Año de publicación: 2015
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Eiroa, Ernesto Fabián
• Materia: MODELOS COSMOLOGICOS; TEORIAS ALTERNATIVAS DE GRAVEDAD; AGUJEROS NEGROS; LENTES GRAVITATORIAS; AGUJERO NEGRO SUPERMASIVO DEL CENTRO GALACTICO; COSMOLOGICAL MODELS; ALTERNATIVE THEORIES OF GRAVITY; BLACK HOLES; GRAVITATIONAL LENSING; GALACTIC CENTER SUPERMASSIVE BLACK HOLE
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En la presente Tesis, se estudian agujeros negros no rotantes y con simetría esféricacomo lentes gravitatorias, en el contexto de diferentes modelos cosmológicos. Cuando un agujero negro se encuentra entre una fuente puntual y un observador,además de las imágenes primaria y secundaria, se forman dos conjuntos infinitosde imágenes, denominadas relativistas. Para realizar un estudio analítico se obtiene,en términos de los parámetros característicos de cada geometría, el ángulode deflexión en los límites de deflexión débil y fuerte. El primero consiste en unaaproximación de dicho ángulo a primer orden en la inversa de la coordenada radialcon centro en la lente y corresponde al caso en que la luz se deflecta lejos de laesfera de fotones del agujero negro, dando lugar a las imágenes primaria y secundaria. El segundo es utilizado para estudiar el caso en que los rayos de luz pasanlo suficientemente cerca de la esfera de fotones, de modo que efectúan una o másvueltas (en cualquier sentido) alrededor del agujero negro antes de emerger y llegaral observador, produciéndose de este modo las imágenes relativistas. El ángulode deflexión se calcula en este caso mediante una aproximación asintótica de tipologarítmico que diverge en el radio de la esfera de fotones. A partir del ángulo dedeflexión aproximado, se encuentran las posiciones y magnificaciones de las imágenesde manera analítica. En esta Tesis, utilizando los límites mencionados, seestudia en primer lugar un agujero negro sin masa en cosmologías con dimensionesextra en el marco del modelo de Randall-Sundrum tipo II. Luego, se considerauna solución de agujeros negros regulares con un campo fantasma. Finalmente, seanaliza una clase de agujeros negros cargados en gravedad escalar-tensorial. Losdistintos campos que aparecen en estos últimos dos casos fueron propuestos originalmentecon el fin de modelar la energía oscura. Se efectúan comparaciones conotras geometrías de interés y se presenta el caso del agujero negro supermasivo delcentro galáctico.
In the present Thesis, non-rotating and spherically symmetric black holes are studiedas gravitational lenses, in the context of different cosmological models. Whena black hole is situated between a point source and an observer, besides the usualprimary and secondary images, two infinite sets of relativistic images are formed. In order to carry out an analytical study, the deflection angle is obtained in termsof the characteristic parameters of each geometry in the weak and strong deflectionlimits. The first one corresponds to a first order expansion of the deflection anglein the inverse of the radial coordinate centered on the lens, and it is performed forthe case in which the light rays pass far from the photon sphere of the black hole,giving place to the primary and secondary images. The second one is used to studythe situation in which the light rays pass close enough to the photon sphere, sothat they perform one or more loops (in either way) around the black hole, beforethey emerge to the observer, producing the relativistic images. In this case, thedeflection angle is obtained by an asymptotical logarithmic approximation whichdiverges at the radius of the photon sphere. The positions and the magnificationsof the images are found analytically from the approximated deflection angle. Inthis Thesis, using the above mentioned limits, massless black holes in the Randall-Sundrum type II braneworld scenario are studied firstly. Then, a regular phantomblack hole solution is considered. Finally, a class of static and spherically symmetriccharged black holes in scalar-tensor gravity is analyzed. The different fieldsappearing in the latter two cases were originally proposed in order to model darkenergy. The results obtained are compared with other geometries of interest andthe case corresponding to the galactic center supermassive black hole is presented.
Fil: Sendra, Carlos Maximiliano. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.