Teorías alternativas a la gravitación y objetos astrofísicos compactos

Abstract

El presente trabajo estudia objetos autogravitantes compactos tanto en la Relatividad General como en modificaciones a la misma. Primero se abordan diferentes criterios que justifican ir más allá de la Relatividad General, argumentándose la importancia de los objetos compactos autogravitantes como una de las principales herramientas para poder discernir entre las múltiples teorías de la gravitación. De entre esta variedad de teorías hemos estudiado la existencia de objetos compactos estáticos y esféricamente simétricos en dos teorías populares: la llamada teoría de gravedad f(R) y la teoría beyond Horndeski. En el caso de las teorías f(R), construimos objetos compactos constituidos de materia oscura fermiónica con auto-interacción en el límite degenerado, a las cuales llamamos Estrellas Oscuras Frías. Encontramos que en este caso es imposible usando sólo las propiedades gravitatorias de las Estrellas Oscuras Frías discriminar entre el modelo gravitatorio de fondo y características de los fermiones oscuros. En el contexto de los modelos beyond Horndeski estudiados se demostró la existencia teórica de solitones en un espacio tiempo plano, los cuales luego de ser acoplados a la gravedad adquieren características distintivas en los objetos auto-gravitantes compactos construidos. Se estudian algunas posibles observables astrofísicas que diferenciarían a estas configuraciones de las predicciones para esas mismas observables en el marco de la Relatividad General. En ambas teorías estudiadas se demuestra que es posible recuperar bajo ciertos límites los resultados predichos por la Relatividad General.