Cosmologias aceleradas com a criação de matéria: teoria e testes observacionais (2015)
- Authors:
- Autor USP: OLIVEIRA, FELIPE ANDRADE - IAG
- Unidade: IAG
- Sigla do Departamento: AGA
- Assunto: COSMOLOGIA
- Language: Português
- Abstract: Os recentes avanços em cosmologia observacional indicam que o universo esteja passando por uma fase de expansão acelerada. A determinação do mecanismo responsável pela aceleração cósmica constitui um dos problemas mais intrigantes na ciência hoje. Entre os diversos candidatos a mecanismo de aceleração, a explicação mais simples e econômica é assumir a existência de uma constante cosmológica. 'LÂMBDA' associada à energia do vácuo. Contudo, essa interpretação leva a importantes problemas conceituais associados à natureza dessa componente. Nesta tese, investigamos a dinâmica de diferentes mecanismos de aceleração cósmica, comparando suas previsões com diversos testes observacionais. Em particular, demos ênfase aos cenários baseados na criação de matéria escura fria (CCDM), nos quais a presente aceleração do universo é produzida sem a presença de um fluido exótico, como consequência do processo de produção de partículas de matéria escura gravitacionalmente induzido. Inicialmente, propusemos um modelo no qual o mecanismo de criação de partículas é capaz de gerar uma cosmologia dinamicamente degenerada com o modelo padrão, 'LÂMBDA'CDM. Discutimos no chamado modelo de Lima, Jesus & Oliveira (LJO) a dinâmica cosmológica com criação de matéria escura fria e com pressão. Através de um teste estatístico de X², mostramos que o modelo fornece ótimo ajuste aos dados de supernovas tipo Ia (SNe Ia). Posteriormente, estudamos a evolução de pequenas perturbações de densidade em um fundo homogêneo para modelos tipo CCDM, através do formalismo Neo-Newtoniano. Restringindo-nos ao modelo LJO, comparamos as previsões obtidas nesse contexto com as proveniente do modelo 'LÂMBDA'CDM. Mostramos que o modelo é capaz de fornecer excelente ajuste aos dados observacionais de medidas da taxa de crescimento linear, para o caso plano e com velocidade efetiva do som c²eƭƭ=-1. (Continuação)(Continua) Ainda dentro do cenário CCDM, investigamos uma segunda proposta original, com capacidade de ajuste às observações similar aos modelos 'LÂMBDA'CDM e LJO com mesmo número de parâmetros livres, porém com dinâmica não degenerada com estes. Derivamos a dinâmica cosmológica do modelo e discutimos a sua viabilidade através da análise estatística de medidas de SNe Ia e do parâmetro de Hubble em diferentes redshifts H(z). Finalmente, discutimos a dinâmica de um modelo com decaimento do vácuo('LÂMBDA'(t)CDM) e sua descrição em campos escalares. Assumindo como forma do termo de vácuo uma série de potências truncada do parâmetro Hubble, derivamos as equações dinâmicas básicas e as previsões cosmológicas do modelo. Mostramos que, quando a transferência de energia entre as componentes dos setor escuro se dá através da criação de partículas, modelos CCDM e 'LÂMBDA'(t)CDM podem compartilhar a mesma dinâmica e termodinâmica, dentro de certas condições. Adicionalmente, mostramos que o modelo é capaz de prover um bom ajuste as medidas de SNe Ia e da chamada razão CMB/BAO. Obtivemos ainda uma descrição do modelo 'LÂMBDA'(t)CDM por um campo escalar, estendendo a validade do modelo para outros espaços-tempos e outras teorias gravitacionais. Nossos resultados mostram que existem diversas alternativas viáveis ao atual modelo padrão em cosmologia, capazes de contornar os problemas associados à constante cosmológica. A discussão dessas alternativas é essencial para uma compreensão mais profunda acerca da dinâmica, da composição e do destino do universo.
- Imprenta:
- Data da defesa: 13.03.2015
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ABNT
OLIVEIRA, Felipe Andrade. Cosmologias aceleradas com a criação de matéria: teoria e testes observacionais. 2015. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2015. . Acesso em: 24 abr. 2024. -
APA
Oliveira, F. A. (2015). Cosmologias aceleradas com a criação de matéria: teoria e testes observacionais (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. -
NLM
Oliveira FA. Cosmologias aceleradas com a criação de matéria: teoria e testes observacionais. 2015 ;[citado 2024 abr. 24 ] -
Vancouver
Oliveira FA. Cosmologias aceleradas com a criação de matéria: teoria e testes observacionais. 2015 ;[citado 2024 abr. 24 ]
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