Correcciones cuánticas de agujeros negros y cosmología

Résumé

En esta tesis se analizan dos de las predicciones fundamentales de la teoría de la gravitación de Einstein: los agujeros negros y la expansión cosmológica. Por una parte, se introduce una formulación nueva para analizar procesos de radiación cuántica en espacios curvos y se aplica al estudio de la radiación Hawking responsable de la evaporación de los agujeros negros. La nueva formulación es alternativa al formalismo estandar de coeficientes de Bogolubov y se basa en el uso de las funciones de correlación de los campos de materia. Este método se muestra ventajoso frente a la técnica estandar en muchas aplicaciones de interés. En particular, se aclara una tensión aparente entre la producción de partículas y la emisión de flujos de energía originada por las dificultades técnicas del formalismo de coeficientes de Bogolubov. Por otra parte, se analiza una familia de teorías de gravedad alternativas consideradas como una posible justificación del fenómeno de expansión cósmica acelerada. Este fenómeno se desprende de recientes observaciones de la luminosidad de supernovas de tipo "1-a". Las mencionadas teorías consisten en modificaciones del lagrangiano de Hilbert-Einstein, que se generaliza a una función nojlineal de la curvatura escalar. Se analizan las dos formulaciones posibles de estas teorías, formalismo métrico y formalismo de Palatini, desde un punto de vista de teorías escalar-tensor y se investigan las ligaduras observacionales sobre el lagrangiano impuestas por experimentos de laboratorio y observaciones en el sistema solar. El análisis concluye que los posibles términos no lineales de la curvatura están acotados por un plinomio cuadrático en la curvatura escalar. Este resultado descarta posibles términos que crecen a bajas curvaturas están acotados por un polinomio cuadrático en la curvatura escalar. Este resultado descarta posibles términos que crecen a bajas curvaturas y rebate, de este mo