Propiedades métricas de sistemas rotantes relativistas con simetría axial

El presente trabajo caracteriza la naturaleza relativista de las mediciones espacio-temporales sobre sistemas de referencia rotantes con simetría axial. Se introduce una formulación axiomática de los sistemas rotantes relativistas, para luego, con base en el Principio de Relatividad Generalizado (PRG), se extiende el rango de aplicación de la Relatividad Especial a dichos sistemas de referencia, calculando el tensor métrico asociado a un observador rotante arbitrario, a partir de su estado de movimiento. Se observa principalmente la desincronización de los relojes locales sobre los sistema de referencia rotantes. Esta propiedad implica que sobre sistemas de referencia rotantes, se presentan los efectos de dilatación temporal y corrimiento al rojo/azul de las señales de luz. El concepto de simultaneidad sobre sistemas rotantes resulta ser de carácter relativo a cada observador, lo cual conduce a que la forma como un observador fijo a un sistema rotante mide intervalos espaciales y temporales debe ser de carácter local. A partir de estas propiedades de medición, se muestra que la geometría espacial sobre sistemas rotantes debe ser no-euclidiana. Para completar el estudio de las propiedades métricas de un sistema rotante, se estudia la estructura causal del espacio-tiempo asociado a un observador rotante arbitrario. Se concluye que esta estructura causal es un concepto relativo. Se calculan los vectores de Killing asociados a un observador rotante arbitrario, y las ecuaciones de las geodésicas temporales y nulas en sistemas rotantes. Para conectar las propiedades métricas de los sistemas rotantes con las propiedades de un campo gravitacional estacionario axialmente simétrico, se determina la aproximación de campo débil de la solución de Kerr a partir de la métrica de Einstein-Ehrenfest. Se estudian las propiedades de un campo gravitacional estacionario axialmente simétrico a partir de las propiedades espacio-temporales de un sistema de referencia uniformemente rotante, como un caso particular. Finalmente, se estudiaron algunas propiedades adicionales de los campos gravitacionales estacionarios axialmente simétricos y los sistemas de referencia rotantes, como el efecto Lense-Thirring, el efecto Sagnac y la desviación geodésica.

• Autores: Torres Suárez, Sergio Andrés
• Fecha de publicación: 2016
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/56556
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/56556; http://bdigital.unal.edu.co/52369/
• Palabra clave: 5 Ciencias naturales y matemáticas / Science; 52 Astronomía y ciencias afines / Astronomy; 53 Física / Physics; Sistema rotante; Principio de Relatividad; Métricas Estacionarias; Rotating frame; Relativity Principle; Stationary Metrics
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional