Problema relativístico restrito de três corpos para objetos compactos : métrica Majumdar-Papapetrou e aproximação pós-newtoniana

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Martins, Juan Carlos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Buracos-Negros; Sistema Binário; Métrica Majumdar-Papapetrou; MP; Aproximação Pós-Newtoniana; 1-PN; Problema de 3 corpos; Buracos negros (Astronomia); Sistema binário (Matemática); Relatividade geral (Física); Black Holes; Binary System; Majumdar-Papapetrou Metric; Post-Newtonian Approximation; Three body problem
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/239596

Esta dissertação visa explorar o problema restrito de três corpos para objetos compactos em duas abordagens diferentes, por uma aproximação pós-newtoniana da relatividade geral e do estudo do espaço-tempo de Majumdar-Papapetrou. Começaremos deduzindo o problema de forma clássica e o estenderemos para um caso onde possamos trabalhar com uma aproximação relativística. Analisaremos o problema através da métrica de MP (Majumdar-Papapetrou), para isto devemos simplificar nosso problema considerando-o estático. Ambas as abordagens serão analisadas em duas etapas, a análise algébrica a partir das equações das geodésicas e a análise computacional partindo das mesmas equações para a definição das órbitas de maneira numérica. Tendo em vista o caso MP poderemos definir órbitas estáveis e/ou instáveis possíveis para o sistema estático, as quais em alguns casos somente podem ser obtidas a partir de um procedimento numérico conforme observado na literatura. O que nos gera três possibilidades de órbitas estáveis em ϕ = 0 e duas possibilidades de órbitas circulares em z = 0. A segunda abordagem se dará através da primeira expansão pós-newtoniano da relatividade geral (1 PN) e neste caso temos como objetivo explicitar as diferenças entre uma análise considerando dois regimes (newtoniano e pós-newtoniano). A partir das equações de Einstein da relatividade geral obteremos uma Lagrangiana que descreve o sistema em um referencial não inercial. Advinda da Lagrangiana obteremos a energia e consequentemente o potencial efetivo associado ao sistema. Neste momento obtivemos a variação do potencial efetivo para os regimes newtoniano e pós-newtoniano para um conjunto de exemplos de sistemas binários. Após explorarmos o problema obtivemos a mudança de posição dos pontos de Lagrange, conforme a variação dos potenciais efetivos (newtoniano e pós-newtoniano) por fim poderemos observar as regiões onde é possível a existência de órbitas, através da análise das curvas de velocidade zero que são provenientes do estudo da constante de Jacobi.