Teoria relativística geral de plasmas não colisionais no regime gravitacional linear : uma abordagem cinética invariante de calibre

Abstract

Neste trabalho, investigamos as transformações de calibre na teoria da gravitação linearizada. Estabelecemos uma metodologia para o estudo de ondas e oscilações em plasmas relativísticos não colisionais por meio da teoria cinética no espaço-tempo curvo, empregando potenciais gravitacionais invariantes de calibre. Aspectos fundamentais da Teoria da Relatividade Geral são brevemente revisados e o sistema de equações de EinsteinVlasov-Maxwell (EVM) em termos dos potenciais invariantes de calibre é estabelecido no regime de campos gravitacionais fracos, sem negligenciar a dinâmica das componentes não radiativas do tensor métrico. Empregando teoria de perturbação de primeira ordem, a metodologia estabelecida é aplicada ao estudo de oscilações e ondas (em especial ondas gravitacionais) em um plasma não colisional de elétrons e pósitrons. As relações de dispersão obtidas são analisadas e a questão do amortecimento de Landau é apropriadamente tratada, sendo dada alguma atenção ao problema da troca de energia entre a matéria, o campo eletromagnético e o campo gravitacional.

In this work, we investigate gauge transformations in the theory of linearized gravitation. We establish a methodology for the study of waves and oscillations in non-collisional relativistic plasmas through kinetic theory in curved spacetime, employing gauge invariant gravitational potentials. Fundamental aspects of the general theory of relativity are briefly reviewed and the Einstein-Vlasov-Maxwell (EVM) system of equations in terms of gauge invariant potentials is established in the weak gravitational field regime, without neglecting the dynamics of the non-radiative components of the metric tensor. Employing first-order perturbation theory, the established methodology is applied to the study of oscillations and waves (especially gravitational waves) in a non-collisional plasma of electrons and positrons. The dispersion relations obtained are analyzed and the issue of Landau damping is properly addressed, with some attention given to the problems of energy exchange between matter, the electromagnetic field and the gravitational field.