Estudio de la dilatación gravitacional del tiempo en estrellas enanas blancas

En este trabajo se realiza un estudio acerca de la dilatación gravitacional del tiempo. Inicialmente, se deduce este efecto a partir del principio de equivalencia de Einstein y, posteriormente, se deriva matemáticamente. Para analizar este efecto en enanas blancas fue necesario investigar las propie...

Full description

Autores:
Barrios López, Daniela Fernanda
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Universidad de los Andes
Repositorio:
Séneca: repositorio Uniandes
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/53574
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/1992/53574
Palabra clave:
Estrellas enanas blancas
Relatividad general (Física)
Desplazamiento hacía el rojo
Espacio y tiempo
Física
Rights
openAccess
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description En este trabajo se realiza un estudio acerca de la dilatación gravitacional del tiempo. Inicialmente, se deduce este efecto a partir del principio de equivalencia de Einstein y, posteriormente, se deriva matemáticamente. Para analizar este efecto en enanas blancas fue necesario investigar las propiedades de estas estrellas, su evolución y las categorías de clasificación de acuerdo con las líneas espectrales. Asimismo, se estudiaron algunos de los trabajos más relevantes en materia de dilatación del tiempo debida a la gravedad y la relación masa-radio en enanas blancas publicados entre los años 1925 y 2020. Además, se expusieron las principales comprobaciones experimentales del desplazamiento al rojo gravitacional, pasando por el reconocido experimento de Pound-Rebka-Snider a los relojes atómicos de Hafeke y Keating y los efectos relativistas observados en el sistema de posicionamiento global (GPS). Por otra parte, con el objetivo de cuantificar el corrimiento gravitatorio en enanas blancas, se realizó una comparación entre dos bases de datos, Gaia y SDSS, para encontrar enanas pertenecientes a los cúmulos de Beehive, Hyades y Coma. Para estas estrellas seleccionadas, a partir de los valores de la masa proporcionados por la base de datos de la SDSS, se determinaron directamente sus radios y, consecuentemente, se comprobó el cumplimiento de la relación masa-radio. Esta relación se comparó con los corrimientos al rojo gravitatorios obtenidos de los datos de la SDSS y se encontró que la mayoría de las enanas blancas poseen un desplazamiento hacia el rojo del orden de magnitud del valor teórico. Finalmente, para minimizar errores sistemáticos se realizó la medición manual de los desplazamientos de las líneas de hidrógeno y, también se halló fotométricamente los valores de las masas y los radios, pero se observaron algunas incongruencias en los resultados por lo cual es necesario seguir trabajando en este método y realizar las respectivas correcciones.
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Asimismo, se estudiaron algunos de los trabajos más relevantes en materia de dilatación del tiempo debida a la gravedad y la relación masa-radio en enanas blancas publicados entre los años 1925 y 2020. Además, se expusieron las principales comprobaciones experimentales del desplazamiento al rojo gravitacional, pasando por el reconocido experimento de Pound-Rebka-Snider a los relojes atómicos de Hafeke y Keating y los efectos relativistas observados en el sistema de posicionamiento global (GPS). Por otra parte, con el objetivo de cuantificar el corrimiento gravitatorio en enanas blancas, se realizó una comparación entre dos bases de datos, Gaia y SDSS, para encontrar enanas pertenecientes a los cúmulos de Beehive, Hyades y Coma. Para estas estrellas seleccionadas, a partir de los valores de la masa proporcionados por la base de datos de la SDSS, se determinaron directamente sus radios y, consecuentemente, se comprobó el cumplimiento de la relación masa-radio. Esta relación se comparó con los corrimientos al rojo gravitatorios obtenidos de los datos de la SDSS y se encontró que la mayoría de las enanas blancas poseen un desplazamiento hacia el rojo del orden de magnitud del valor teórico. Finalmente, para minimizar errores sistemáticos se realizó la medición manual de los desplazamientos de las líneas de hidrógeno y, también se halló fotométricamente los valores de las masas y los radios, pero se observaron algunas incongruencias en los resultados por lo cual es necesario seguir trabajando en este método y realizar las respectivas correcciones.In this work a study is carried out on the gravitational dilation of time. Initially, this effect is deduced from Einstein's equivalence principle and is subsequently derived mathematically. To analyze this effect in white dwarfs, it was necessary to investigate the properties of these stars, their evolution and the classification categories according to the spectral lines. Likewise, some of the most relevant works on time dilation due to gravity and the mass-radius relationship in white dwarfs published between 1925 and 2020 were studied. In addition, the main experimental verifications of gravitational redshift were presented, going from the renowned Pound-Rebka-Snider experiment to the Hafeke and Keating atomic clocks and the relativistic effects observed in the global positioning system (GPS). On the other hand, to quantify the gravitational shift in white dwarfs, a comparison was made between two databases, Gaia and SDSS, to find dwarfs belonging to the Beehive, Hyades and Coma clusters. For these selected stars, from the mass values provided by the SDSS database, their radii were directly determined and, consequently, compliance with the mass-radius relationship was verified. This relationship was compared with the gravitational redshifts obtained from the SDSS data and it was found that most of the white dwarfs have a redshift of the same order of magnitude as the theoretical value. Finally, to minimize systematic errors, the manual measurement of the displacements of the hydrogen lines was carried out, and the values of the masses and radii were also found photometrically, but some inconsistencies were observed in the results for which it is necessary to continue working on this method and make the respective corrections.FísicoPregrado73 páginasapplication/pdfspaUniversidad de los AndesFísicaFacultad de CienciasDepartamento de FísicaEstudio de la dilatación gravitacional del tiempo en estrellas enanas blancasTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TPEstrellas enanas blancasRelatividad general (Física)Desplazamiento hacía el rojoEspacio y tiempoFísica201514936Publication0000-0002-1288-7978virtual::17094-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000230731virtual::17094-15187476c-bab7-4535-bced-104b06c4401bvirtual::17094-15187476c-bab7-4535-bced-104b06c4401bvirtual::17094-1THUMBNAIL24556.pdf.jpg24556.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg9851https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/556cf703-5eee-4861-adf5-49f1ac76f4c2/download9242c38e91d3a68b0ff57a7c2eb895d0MD55TEXT24556.pdf.txt24556.pdf.txtExtracted texttext/plain92768https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/3d7e70a6-ac09-4616-abf3-ede71ec6a9cb/download9e104a213253b03afc8db1657ad8e4efMD54ORIGINAL24556.pdfapplication/pdf2006299https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/bc59fa65-e28c-4984-8439-c390e108cdbc/downloaddd39f3d66f3f2e96b53e3f4519235eecMD511992/53574oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/535742024-03-13 15:55:20.726http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/open.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co