Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:32:36Z : No. of bitstreams: 1 000854727.pdf: 2329056 bytes, checksum: 5f2b42a07d9d76bf9ca4b4c26d123a2e (MD5)

Made available in DSpace on 2014-08-27T14:36:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-18Bitstream added on 2014-08-27T15:57:06Z : No. of bitstreams: 1 000779706.pdf: 1213962 bytes, checksum: 2cf1c250aa373f49e3abcd16abe31c3f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta tese fazemos um estudo da dinâmica cosmológica da energia escura do Universo, usando o contexto do Equivalente Teleparalelo da Relatividade Geral, também conhecido como Gravitação Teleparalela. Recentemente têm sido propostos diversos modelos com acoplamento não-minimal entre um campo escalar (quintessência ou taquion) e a gravitação, usando o contexto do teleparalelismo, motivados por construções semelhantes no contexto da Relatividade Geral. Generalizando e estudando a dinâmica desses modêlos, encontramos soluções interessantes cosmologicamente viáveis. Em seguida, propomos um novo modêlo no qual a derivada do campo escalar que representa a energia escura se acopla não-minimalmente com a torção vetorial. Esse tipo de acoplamento é inspirado no fato que, no contexto teleparalelo um campo escalar se acopla com a torção através de sua derivada, a qual é um campo vetorial. Diferentemente dos modelos mais antigos de energia escura teleparalela, este novo modêlo é conceitualmente consistente com os preceitos da teoria teleparalela, e não possui equivalente no contexto da Relatividade Geral / In the present thesis we study the cosmological dynamics of the dark energy component of the Universe in the context of the Teleparallel Equivalentof General Relativity, also known as Teleparallel Gravity. It has been proposed recently the existence of a nonminimal coupling between a scalar ?eld (quintessence or tachyon) and gravity in the framework of Teleparallel Gravity, motivated by similar constructions in the context of General Relativity. By generalizing and studying the dynamics of these models, we ?nd interesting and viable cosmological solutions. Then we propose a new model in which the four-derivative of the scalar ?eld of dark energy is non-minimally coupled to vector torsion. This kind of coupling is grounded on the fact that in Teleparallel Gravity a scalar ?eld as a particle of spin zero couples to torsion through its four-derivative, which is a vector ?eld. Differently from the old teleparallel dark energy scenario, this new model is conceptually consistent with the precepts of Teleparallel Gravity, and has no equivalent in the General Relativity context

Orientador: José Geraldo Pereira / Banca: José Wadih Maluf / Banca: Júlio César Fabris / Banca: Ioav Waga / Banca: Vilson Tonin Zanchin / Resumo: Nesta tese fazemos um estudo da dinâmica cosmológica da energia escura do Universo, usando o contexto do Equivalente Teleparalelo da Relatividade Geral, também conhecido como Gravitação Teleparalela. Recentemente têm sido propostos diversos modelos com acoplamento não-minimal entre um campo escalar (quintessência ou taquion) e a gravitação, usando o contexto do teleparalelismo, motivados por construções semelhantes no contexto da Relatividade Geral. Generalizando e estudando a dinâmica desses modêlos, encontramos soluções interessantes cosmologicamente viáveis. Em seguida, propomos um novo modêlo no qual a derivada do campo escalar que representa a energia escura se acopla não-minimalmente com a torção vetorial. Esse tipo de acoplamento é inspirado no fato que, no contexto teleparalelo um campo escalar se acopla com a torção através de sua derivada, a qual é um campo vetorial. Diferentemente dos modelos mais antigos de energia escura teleparalela, este novo modêlo é conceitualmente consistente com os preceitos da teoria teleparalela, e não possui equivalente no contexto da Relatividade Geral / Abstract: In the present thesis we study the cosmological dynamics of the dark energy component of the Universe in the context of the Teleparallel Equivalentof General Relativity, also known as Teleparallel Gravity. It has been proposed recently the existence of a nonminimal coupling between a scalar field (quintessence or tachyon) and gravity in the framework of Teleparallel Gravity, motivated by similar constructions in the context of General Relativity. By generalizing and studying the dynamics of these models, we find interesting and viable cosmological solutions. Then we propose a new model in which the four-derivative of the scalar field of dark energy is non-minimally coupled to vector torsion. This kind of coupling is grounded on the fact that in Teleparallel Gravity a scalar field as a particle of spin zero couples to torsion through its four-derivative, which is a vector field. Differently from the old teleparallel dark energy scenario, this new model is conceptually consistent with the precepts of Teleparallel Gravity, and has no equivalent in the General Relativity context / Doutor

Orientador: Rogério Rosenfeld / Coorientador: Fernando Saliby de Simoni / Banca: Júlio César Fabris / Banca: Ioav Waga / Banca: Marcos Vinicius Borges Teixeira Lima / Banca: Jospe Geraldo Pereira / Resumo: Nesta tese estudamos previsões sobre os erros nos parâmetros cosmológicos usando a forma integral da função de correlação angular de dois pontos em diferentes cenários para o projeto Dark Energy Survey. O modelo adotado tem 26 parâmetros e inclui efeitos de distorção no redshift, erros gaussianos de redshift fotométrico, viés da distribuição de galáxias e matéria escura e não-linearidade no espectro de potência. A matriz de Fisher foi construída usando a matriz de covariância considerando a correlação entre diferentes faixas de redshift. Mostramos que, sobre alguma hipóteses, o Dark Energy Survey será capaz de vincular o parâmetro da equação de estado de energia escura w e o parâmetro da densidade de matéria escura fria 'Ω IND cdm' com incerteza de 21% e 13% respectivamente. Quando combinamos informações de outras observações a precisão na determinação destes parâmetros aumenta para 11% e 4% respectivamente / Abstract: In this thesis, we study forecasts of cosmological parameters from the upcoming Dark Energy Survey project obtained using the full shape 2-point angular correlation function in different scenarios. The angular correlation function model adopted has 26 parameters and includes the effects of linear redshift space distortion, photometric redshift gaussian errors, galaxy bias and non-linearities in the power spectrum. The Fisher information matrix is constructed with the full covariance matrix, which takes into account the correlation between nearby redshift shells arising from the photometric redshift error. We show that under some resonable assumptions the Dark Energy Survey should be able to constrain the dark energy equation of estate parameter w and the cold dark matter density 'Ω IND cdm' with a precision of the order of 21% and 13% respectively from the full shape of the angular correlation function alone. When combined with priors from other observations the precision in the determination of these parameters increase to 11% and 4% respectively / Doutor

Made available in DSpace on 2016-05-17T16:51:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-12-19. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:54:21Z : No. of bitstreams: 1 000855561.pdf: 728928 bytes, checksum: d9c47745ba9f0ff381d16d64c98da423 (MD5) / Investigamos a formação, em larga escala, de estruturas no Universo, na presença da energia escura. Sua influência sobre o crescimento de perturbações cosmológicas é exercida tanto através do efeito sobre a taxa de expansão do fundo cósmico homogêneo, quanto de suas próprias flutuações de densidade de energia. Para calcularmos a taxa de formação de aglomerados de galáxias, empregamos uma generalização do formalismo de colapso esférico para a inclusão de fluidos com pressão. Um importante efeito de flutuações de energia escura associados a halos de matéria escura é a indução de halos de energia escura, que reprimem o crescimento de estruturas quando temos equações de estado não phantom; por outro lado, quando temos equações de estado phantom, são gerados vazios de energia escura, aumentando o crescimento de estruturas de matéria. Outro importante efeito ocorre quando consideramos a possibilidade da energia escura mudar sua equação de estado quando há grandes variações de sua densidade no interior dos halos em relação ao fundo homogêneo. O grande número de parametrizações da energia escura que foram obtidos com dados, de supernovas Ia são sensíveis apenas até desvios para o vermelho de ordem um. Mostramos que as parametrizações produzem assinaturas distintas na formação de aglomerados com o uso do formalismo de Press-Schechter. Portanto, futuras observações de aglomerados galácticos podem prover vínculos importantes no comportamento da energia escura durante a evolução do Universo / We investigate large scale structure formation in universe with dark energy presence. The dark energy influence on cosmological perturbation growth is exerted both through its effect on the expansion rate of background, and through its own density fluctuation as well. To compute the rate of formation of massive objects we employed the spherical collapse formalism, which was generalized to include fluids with pressure. An important effect caused by fluctuations in dark energy associated with dark matter halos is the induction of dark energy halos damping the growth of structures when the equations of state are non-phantom; on the other hand, phantom models generate dark energy voids, enhancing the growth of matter halos. Other important effect occurs when we consider the possibility of dark energy changing its equation of state when there are large differences between densities in the background and in the halos. The large number of dark energy parametrizations obtained with supernova Ia data are only sensitive to redshifts up to order one. We show these parametrizations produce distinguishable signatures in cluster formation using the Press-Schechter formalism. Therefore, future observations of galaxy clusters can provide important constraints on the behavior of dark energy in the course of universe evolution

Orientador: Rogério Rosenfeld / Banca: Ruben Aldrovandi / Banca: Luís Raul Weber Abramo / Resumo: Nos últimos anos diversas evidências acumularam-se indicando que o universo é plano e dominado por alguma forma de energia escura, cuja pressão negativa está atualmente fazendo com que ele esteja em expansão acelerada. Vários modelos têm sido propostos para a energia escura, entre os quais destacam-se os modelos de quintessência, nos quais essa energia é modelada por um campo escalar. Neste trabalho analisamos alguns vínculos observacionais nos modelos de quintessência com potenciais exponenciais, e obtivemos limites para o espaço de parâmetros desses modelos no caso em que a quintessência está desacoplada dos demais componentes do universo e no caso em que ela está acoplada à partícula de matéria escura. No caso desacoplado, estudamos as soluções do tipo scaling, e mostramos que nesse regime, o único em que a quintessência exponencial desacoplada apresenta soluções cosmologicamente realísticas, esses modelos não podem ser considerados menos naturais que os demais potenciais de quintessência. Obtivemos ainda que o caso acoplado, assim como o desacoplado, também não resolve o problema da coincidência cósmica, e que a idade do universo nestes modelos é consideravelmente maior que no caso desacoplado, de modo que os limites na idade podem ser úteis para distinguir observacionalmente entre as quintessências acoplada e desacoplada / Abstract: During the last years many evidences are indicating that the universe is flat and dominated by some form of dark energy, whose negative pressure is currently driving its accelerated expansion. A plenty of models have been proposed, with special attention to the quintessence models, in which the dark energy is modelled by a scalar field. In this work we have analysed some observational constraints in the quintessence models with exponential potentials, and we have put limits on the parameter space in both coupled and uncoupled cases. In the uncoupled case, we have studied the scaling Solutions, and we have showed that in this regime, that is the only one in which the exponential uncoupled quintessence presents realistic Solutions, such models can not be considered less natural than others quintessence potentials. We have also obtained that in the case in which the quintessence is coupled to dark matter the cosmic coincidence problem can not be solved, and that the age for coupled models is considerably higher than the age for non-coupled models, in such a way that limits on the age can be useful in distinguishing between coupled and non-coupled models. / Mestre

Orientador: Rogério Rosenfeld / Banca: Reuven Opher / Banca: Ioav Waga / Banca: Ruben Aldrovandi / Banca: José Ademir Sales de Lima / Resumo: Investigamos a formação, em larga escala, de estruturas no Universo, na presença da energia escura. Sua influência sobre o crescimento de perturbações cosmológicas é exercida tanto através do efeito sobre a taxa de expansão do fundo cósmico homogêneo, quanto de suas próprias flutuações de densidade de energia. Para calcularmos a taxa de formação de aglomerados de galáxias, empregamos uma generalização do formalismo de colapso esférico para a inclusão de fluidos com pressão. Um importante efeito de flutuações de energia escura associados a halos de matéria escura é a indução de halos de energia escura, que reprimem o crescimento de estruturas quando temos equações de estado não phantom; por outro lado, quando temos equações de estado phantom, são gerados vazios de energia escura, aumentando o crescimento de estruturas de matéria. Outro importante efeito ocorre quando consideramos a possibilidade da energia escura mudar sua equação de estado quando há grandes variações de sua densidade no interior dos halos em relação ao fundo homogêneo. O grande número de parametrizações da energia escura que foram obtidos com dados, de supernovas Ia são sensíveis apenas até desvios para o vermelho de ordem um. Mostramos que as parametrizações produzem assinaturas distintas na formação de aglomerados com o uso do formalismo de Press-Schechter. Portanto, futuras observações de aglomerados galácticos podem prover vínculos importantes no comportamento da energia escura durante a evolução do Universo / Abstract: We investigate large scale structure formation in universe with dark energy presence. The dark energy influence on cosmological perturbation growth is exerted both through its effect on the expansion rate of background, and through its own density fluctuation as well. To compute the rate of formation of massive objects we employed the spherical collapse formalism, which was generalized to include fluids with pressure. An important effect caused by fluctuations in dark energy associated with dark matter halos is the induction of dark energy halos damping the growth of structures when the equations of state are non-phantom; on the other hand, phantom models generate dark energy voids, enhancing the growth of matter halos. Other important effect occurs when we consider the possibility of dark energy changing its equation of state when there are large differences between densities in the background and in the halos. The large number of dark energy parametrizations obtained with supernova Ia data are only sensitive to redshifts up to order one. We show these parametrizations produce distinguishable signatures in cluster formation using the Press-Schechter formalism. Therefore, future observations of galaxy clusters can provide important constraints on the behavior of dark energy in the course of universe evolution / Doutor

Propomos um modelo fenomenológico unificado para matéria escura e energia escura, baseado em uma equação de estado com parâmetro w escrito em termos de arco-tangente. Os parâmetros livres do modelo são três constantes: Ωb0, α e β. O parâmetro α dita a taxa de transição entre o período de domínio da matéria e o período de expansão acelerada. A razão β/ α fornece o redshift de equivalência entre os dois regimes. Os parâmetros cosmológicos são fixados pelos dados observacionais de nucleossíntese primordial, supernovas do tipo Ia, explosões de raios gama, oscilações acústicas de bárions e medição do parâmetro de Hubble. Os vários conjuntos de dados são usados em diferentes combinações para ajustar os parâmetros cosmológicos via análise estatística. O Modelo Unificado é comparado ao modelo ΛCDM e suas diferenças são enfatizadas. A análise realizada em background parece indicar que o Modelo Unificado dinâmico é ligeiramente preferível em detrimento do modelo ΛCDM. No entanto, através do desenvolvimento da teoria de perturbação para o nosso Modelo Unificado, concluímos que ele é incapaz de produzir o power spectrum atual das flutuações de densidade. Esta é uma desvantagem possivelmente fatal do nosso modelo, pelo menos na parametrização de w utilizada. / We propose a phenomenological unified model for dark matter and dark energy based on an equation of state parameter w that scales with the arc tangent of the redshift. The free parameters of the model are three constants: Ωb0, α and β. Parameter α dictates the transition rate between the matter dominated era and the accelerated expansion period. The ratio β/α gives the redshift of the equivalence between both regimes. Cosmological parameters are fixed by observational data from Primordial Nucleosynthesis, Supernovae of the type Ia, Gamma-Ray Bursts and Baryon Acoustic Oscillations. The various sets of data are used in different combinations to constraint the parameters through statistical analysis. The unified model is compared to the ΛCDM model and their differences are emphasized. The analysis performed on the background seems to indicate that our dynamical unified model is slightly preferable to the concordance ΛCDM model. However, by developing the perturbation theory for our unified model, we conclude that it is unable to produce the power spectrum of density fluctuation observed today. This is a possibly fatal drawback of our model, at least in the parameterization of w. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Orientador: José Geraldo Pereira / Banca: Bruto Max Pimentel Escobar / Banca: Gilberto Medeiros Kremer / Banca: Davi Cabral Rodrigues / Banca: Roldão da Rocha Júnior / Abstract: Due to the existence of an invariant length at the Planck scale, Einstein special relativity breaks down at that scale. A possible solution to this problem is arguably to replace the Poincare-invariant Einstein special relativity by a de Sitter invariant special relativity. Such replacement produces concomitant changes in all relativistic theories, including of course general relativity, which changes to what is called de Sitter modified general relativity, whose gravitational field equation is the de Sitter modified Einstein equation. A crucial property of this theory is that both the background de Sitter curvature and the gravitational dynamical curvature turns out to be included in the same curvature tensor. This means that the cosmological term Λ no longer explicitly appears in Einstein equation, and is consequently not restricted to be constant. In the first part of the thesis, a new definition for black hole entropy is defined. This new notion of entropy is strongly attached to the local symmetry, given the fact to be composed of two parts: the usual translational-related entropy plus an additional piece related to the proper conformal transformation. Also, it is obtained the de Sitter modified Schwarzschild solution, and using this solution we explore the consequences for the definition of entropy, as well as for the thermodynamics of the Schwarzschild-de Sitter system. In the second part the Newtonian limit of the de Sitter modified Einstein equation is obtained, and ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Resumo: Devido a existência de um comprimento invariante na escala de Planck, a relatividade especial de Einstein deixa de ser valida naquela escala. Uma solução possível para esse problema é trocar a relatividade especial de Einstein, a qual tem o grupo de Poincaré como grupo de simetria, por uma relatividade especial invariante sob o grupo de de Sitter. Essa troca ira produzir mudanças concomitantes em todas as teorias relativísticas, incluindo naturalmente a teoria da relatividade geral. Essa teoria da origem ao que denominamos de Sitter modified general relativity, cuja equação para o campo gravitacional foi chamada de de Sitter modified Einstein equation. Uma propriedade crucial dessa teoria é que tanto a curvatura de fundo de de Sitter como a curvatura dinâmica da gravitação estão ambas incluídas no mesmo tensor de curvatura. Isso significa que o termo cosmológico não aparece explicitamente na equação de Einstein, e consequentemente não é restrito a ser uma constante. Trabalhando no contexto da de Sitter modified general relativity, na primeira parte da tese, uma nova definição de entropia para buraco negro é definido. Esta nova noção de entropia está fortemente ligado à simetria local, dado o fato de ser composto por duas partes: uma associada as translação e uma parte adicional relacionada com a transformação conformal. Assim mesmo, nós obtemos a solução de Schwarzschild modificada por de Sitter. Usando essa solução exploramos as consequências para a definição de entropia, bem como para a termodinâmica do sistema de Schwarzschild-de Sitter. Na segunda parte da tese obtemos o limite Newtoniano da de Sitter modified Einstein equation, e usamos as correspondentes equações de Friedmann Newtonianas para estudar o problema da energia escura. Mostramos que essas equações fornecem uma solução ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Orientador: Álvaro de Souza Dutra / Coorientador: Álvaro de Souza Dutra / Banca: Elias Leite Mendonça / Banca: Denis Dalmazi / Banca: Roldão da Rocha Júnior / Banca: José Abdala Helayë-Neto / Resumo: Dentro da cosmologia, o modelo ΛCDM é considerado, pela comunidade científica, como aquele que melhor descreve o universo. Todavia, tal modelo sofre de alguns males que ainda precisam ser sanados. Entre eles se destacam o problema da constante cosmológica e o problema da coincidência cósmica. Atribui-se, neste modelo, a expansão acelerada do universo a um ente de origem desconhecida, chamado de energia escura. Parte da solução destes problemas está intimamente ligado em saber a natureza da energia escura. Por outro lado, devido a propriedades intrínsecas do espinor ELKO, faz-se possível atribuir ao mesmo o papel de energia escura. Deste modo, constrói-se aplicações cosmológicas do ELKO que possibilitem a resolução completa ou parcial dos problemas mencionados. Estas aplicações consistem basicamente na análise do sistemas de equações de Friedmann oriundas da anexação do Lagrangeano do ELKO na ação de Einstein-Hilbert. Dentro desse sistema se insere a mão o possível decaimento do ELKO em outros elementos que constituem o universo. Com este se alivia o problema da coincidência cósmica, enquanto que se confirma que o ELKO pode figurar como energia escura por meio dos resultados do sistema geral. Ao fim do trabalho se observa uma outra aplicação do ELKO, desta vez no cenário cosmológico de Einstein-Cartan. Neste se mostra que o modelo cosmológico que contém o ELKO como energia escura, e na presença de termo de torção, é análogo ao modelo cosmológico Λ(t) / Abstract: In cosmology the ΛCDM model is the most accepted way to describe the universe. However, this model suffers some problems that have to be solved. Namely there are two of them which are attached in this thesis. They are the cosmic coincidence and the cosmological constant problem. Due this model it is possible to relate the universe's accelerated expansion to dark energy. Part of solving these problems pass through knowing the origin of dark energy. It is known that the spinor ELKO has some fundamental properties that able scientists to connect them to dark universe elements, e.g. dark energy. So, some applications of ELKO in cosmology have been made in order to explore this possibility and to solve those fundamental problems. These application are based on analyzing ELKO in dynamical systems formed by Friedmann's equations, where these equations comes from putting ELKO's Lagranian in the Einstein-Hilbert action. In this system it is inserted a term of decaying. With such term it is possible to alleviate cosmic coincidence problem. On the other hand it is also possible to justify ELKO as dark energy as wished at the beginning. Last but not least, another application of ELKO in cosmology has been investigated. For such case is was shown that, with some considerations and approximations, ELKO in cosmology allied with Einstein-Cartan formalism can mimic Λ(t) cosmology results / Doutor