Objetos compactos en la teoría de proca generalizada

Abstract

Las diversas observaciones del universo a diferentes escalas han abierto la posibilidad de probar las distintas predicciones teóricas provenientes de la Relatividad General (RG) y de teorías modificadas de la gravedad. Observaciones cosmológicas o astrofísicas se han convertido en criterios de restricción de estas teorías en sus parámetros libres y en su rango de aplicabilidad. En ese sentido, los objetos compactos como las estrellas de neutrones son un escenario atractivo para evaluar los efectos gravitacionales en el régimen de campo fuerte de estas teorías ya que, por los recientes desarrollos en observaciones de multi-mensajeros, conforman un laboratorio ideal en la búsqueda de una teoría exitosa de gravedad. En este trabajo se estudia la teoría generalizada de Proca como candidata a teoría de gravedad. Primero, se presentan sus principales características, construcción y ecuaciones de campo. Adicionalmente, se introduce de manera general el estudio de objetos compactos y se evalúan las implicaciones físicas de esta teoría en la construcción de soluciones de estrellas de neutrones. Se presentan los resultados para dos tipos de acoplamientos, cúbicos y cuárticos, dados mediante una ley de potencias del término cinético del campo vectorial. Para ello, se desarrollan soluciones analíticas en series alrededor del centro de la estrella. Ellas permiten extraer información física relevante sobre los efectos del acoplamiento en la estructura de la estrella, restringir el espacio de parámetros libres y obtener condiciones iniciales para las soluciones numéricas. Estas últimas se obtuvieron resolviendo el sistema de ecuaciones diferenciales que describen la estructura de la estrella mediante la implementación de un método Runge-Kutta con paso adaptativo. Ellas muestran las desviaciones respecto a RG de la distribución de masa, perfiles masa-radio, presión, etc., de acuerdo al acoplamiento y a los parámetros escogidos. Finalmente se discuten las implicaciones físicas de los resultados obtenidos.