Shadows en agujeros negros estacionarios y axialmente simetricos

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dc.contributor.advisorLora Clavijo, Fabio Duvan
dc.contributor.advisorPimentel Díaz, Oscar Mauricio
dc.contributor.authorArrieta Villamizar, Jesus Andres
dc.contributor.authorVelasquez Cadavid, Juan Manuel
dc.date.accessioned2023-04-05T12:33:27Z
dc.date.available2023
dc.date.available2023-04-05T12:33:27Z
dc.date.created2019
dc.date.issued2019
dc.description.abstractActualmente, la detección del agujero negro supermasivo al interior de la galaxia M87 otorgó la primera imagen real de estos cuerpos compactos. Esto posible al medir directamente la sombra o el shadow que este genera, aportando una prueba más a la relatividad general en el régimen de campo fuerte. En el presente trabajo se construyó el código PUNCH, el cual permite simular el comportamiento de los fotones en las inmediaciones de un agujero negro estacionario y axialmente simétrico, con el fin de simular el shadow y el lente gravitacional que este produce. Para su calibración, se desarrolló la teoría de órbitas esféricas alrededor de un agujero negro de Kerr y se dedujo una expresión analítica que permitió delimitar el borde del shadow. Al comparar los resultados numéricos y teóricos, se encontró una disminución en el tamaño del shadow numérico, debido a que la solución analítica está calculada en el infinito. Además, se obtuvo una primera noción de la geometría del espacio-tiempo en las inmediaciones de los agujeros negros a través del lente gravitacional que estos generan. Finalmente, como una primera aplicación del código, se simuló el shadow de un cuerpo compacto con deformación cuadrupolar arbitraria de masa descrito por la métrica-q, en donde se observó que a partir de valores específicos del parámetro de deformación, aparece una fuerte dependencia de las condiciones iniciales sobre el lente gravitacional, lo cual sugiere un comportamiento caótico en la trayectoria de los fotones.
dc.description.abstractenglishCurrently, the detection of the supermassive black hole inside the M87 galaxy gave the first real image of these compact bodies, which was possible by directly measuring the shadow it generates, providing further evidence of general relativity in the field regime strong. In the present work, the PUNCH code was constructed, which allows simulating the behavior of photons in the vicinity of a stationary and axially symmetrical black hole, in order to simulate the shadow and the gravitational lens that it produces. For its calibration, the spherical orbits theory was developed around a Kerr black hole, from which an analytical expression was deduced that allowed to delimit the shadow’s edge. When comparing the numerical and theoretical results, a decrease in the size of the numerical shadow was found, because the analytical solution is calculated at infinity. In addition, a first notion of the geometry of space-time in the vicinity of black holes was obtained through the gravitational lens that they generate. Finally, as a first application of the code, the shadow of a compact body with arbitrary quadrupole mass deformation described by the Qmetric was simulated, where it was observed that from strong values of the deformation parameter, a strong dependence of the initial conditions on the gravitational lens, which suggests a chaotic behavior in the path of the photons.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameFísico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/13003
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programFísica
dc.publisher.schoolEscuela de Física
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectShadows
dc.subjectAgujeros Negros
dc.subjectGeodésicas
dc.subjectMétodos Numéricos.
dc.subject.keywordShadows
dc.subject.keywordBlack Holes
dc.subject.keywordGeodesics
dc.subject.keywordNumerical Methods.
dc.titleShadows en agujeros negros estacionarios y axialmente simetricos
dc.title.englishStationary and axisymmetric black hole shadows
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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