Lentes gravitacionales y modelos geométricos para el estudio de sistemas astrofı́sicos en el contexto cosmológico

Abstract

En esta tesis se abordan tres temáticas principales: el uso de modelos geométricos para la descripción de sistemas astrofísicos, el desarrollo de un nuevo formalismo en la teoría de lentes gravitacionales que extiende ideas de trabajos previos al contexto cosmológico y, por último, la cuestión de cómo realizar promedios en el marco de la relatividad general. Uno de los motivos principales que persigue este trabajo es el de discutir la forma en que el estudio del contenido de materia en el Universo es abordado. En particular, aquí indagamos nuevas posibilidades de descripción de la fenomenología asociada al problema de la masa faltante presentando nuevas herramientas desde el área de la teoría de lentes gravitacionales débiles sobre un espaciotiempo de fondo cosmológico. Las mismas permiten un modelado mucho más general de la geometría de la lente que aquellas que son habitualmente consideradas y se basan esencialmente en una concepción Newtoniana de la distribución de materia.

This doctorate thesis deals with three main topics: the use of geometric models for the description of astrophysical systems, the development of a new formalism within the theory of gravitational lensing which improves and generalize previous ideas already presented to the cosmological context and, finally the problem of how to perform averages in the conceptual framework of general relativity. One of the main motivation of this work is to discuss the way in which the study of the matter content in the Universe is addressed. In particular, here we investigate new possibilities of description of the phenomenology related to the missing mass problem. We present new tool from the subject of weak gravitational lensing over a cosmological background spacetime. Such tools allow a much more general modelling of the lens geometry than those that are usually considered and which are based essentially on a Newtonian concepton of the matter distribution.