Orientador: José Geraldo Pereira / Banca: Ruben Aldrovandi / Banca: Rogério Rosenfeld / Banca: Oliver Fabio Piatella / Banca: José Wadih Maluf / Resumo: Observações realizadas nas últimas três décadas confirmaram que o universo se encontra em um estado de expansão acelerada. Essa aceleração é atribuída à presença da chamada energia escura, cuja origem permanece desconhecida. A maneira mais simples de se modelar a energia escura consiste em introduzir uma constante cosmológica positiva nas equações de Einstein, cuja solução no vácuo é então dada pelo espaço de de Sitter. Isso, por sua vez, indica que a cinemática subjacente ao espaço-tempo deve ser aproximadamente governada pelo grupo de de Sitter SO(1,4), e não pelo grupo de Poincaré ISO(1,3). Nesta tese, adotamos tal argumento como base para a conjectura de que o grupo que governa a cinemática local é o grupo de de Sitter, com o desvio em relação ao grupo de Poincaré dependendo ponto-a-ponto do valor de um termo cosmológico variável. Com o propósito de desenvolver tal formalismo, estudamos a geometria de Cartan na qual o espaço modelo de Klein é, em cada ponto, um espaço de de Sitter com o conjunto de pseudo-raios definindo uma função não-constante do espaço-tempo. Encontramos que o tensor de torção nessa geometria adquire uma contribuição que não está presente no caso de uma constante cosmológica. Fazendo uso da teoria das realizações não-lineares, estendemos a classe de simetrias do grupo de Lorentz SO(1,3) para o grupo de de Sitter. Em seguida, verificamos que a estrutura da gravitação teleparalela--- uma teoria gravitacional equivalente à relatividade geral--- é uma geometria de Riemann-Cartan não linear. Inspirados nesse resultado, construímos uma generalização da gravitação teleparalela sobre uma geometria de de Sitter--Cartan com um termo cosmológico dado por uma função do espaço-tempo, a qual é consistente com uma cinemática localmente governada pelo grupo de de Sitter. A função cosmológica possui sua própria dinâmica e emerge na... / Abstract: Observations during the last three decades have confirmed that the universe momentarily expands at an accelerated rate, which is assumed to be driven by dark energy whose origin remains unknown. The minimal manner of modelling dark energy is to include a positive cosmological constant in Einstein's equations, whose solution in vacuum is de Sitter space. This indicates that the large-scale kinematics of spacetime is approximated by the de Sitter group SO(1,4) rather than the Poincaré group ISO(1,3). In this thesis we take this consideration to heart and conjecture that the group governing the local kinematics of physics is the de Sitter group, so that the amount to which it is a deformation of the Poincaré group depends pointwise on the value of a nonconstant cosmological function. With the objective of constructing such a framework we study the Cartan geometry in which the model Klein space is at each point a de Sitter space for which the combined set of pseudoradii forms a nonconstant function on spacetime. We find that the torsion receives a contribution that is not present for a cosmological constant. Invoking the theory of nonlinear realizations we extend the class of symmetries from the Lorentz group SO(1,3) to the enclosing de Sitter group. Subsequently, we find that the geometric structure of teleparallel gravity--- a description for the gravitational interaction physically equivalent to general relativity--- is a nonlinear Riemann--Cartan geometry.This finally inspires us to build on top of a de Sitter--Cartan geometry with a cosmological function a generalization of teleparallel gravity that is consistent with a kinematics locally regulated by the de Sitter group. The cosmological function is given its own dynamics and naturally emerges nonminimally coupled to the gravitational field in a manner akin to teleparallel dark energy models or scalar-tensor theories in general relativity. New in... / Doutor

Orientador: Maria Cristina Batoni Abdalla Ribeiro / Coorientador: Felipe Batoni Abdalla / Banca: Marcos Vinícius Borges Teixeira Lima / Banca: Laerte Sodré Junior / Resumo: Observações atuais do satélite Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) da Radiação Cósmica de Fundo (CMB) e estruturas de grande escala (LSS) têm permitido melhorar os estudos das anisotropias secundárias, especialmente o efeito Sachs-Wolfe Integrado (ISW). Usando a correlação cruzada entre a CMB e mapas da LSS, o sinal do efeito ISW pode ser detectado. Nós podemos usar o efeito ISW junto com o modelo cosmológico padrão (neste caso o Universo esta dominado pela constante cosmológica e a Matéria Escura Fria, ΛCDM) mais algoritmos numéricos para restringir os parâmetros em um modelo cosmológico com energia escura. Para diferentes casos com um único parâmetro livre de um model de Quintessência parametrizado,' w IND. 0' < 0 e 2,0 < 'w IND. a' <−2,0, podemos encontrar bins de largura [−1,926,−0,323] em 'w ind. 0' e [−0,855, 1,190]. Nestes intervalos, obtemos um sigma de nivel tomando o 68% da amostra que melhor se ajusta ao modelo cosmológico padrão / Abstract: Current observations of the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) satellite of Cosmic Microwave Background (CMB) and Large Scale Structure (LSS) have allowed to improve studies of the secondary anisotropies, especially the Integrated Sachs-Wolfe effect (ISW). Using the cross-correlation between the CMB and LSS maps, the ISW effect signal can be detected. We can use the ISW effect together with standard cosmological model (in this case the Universe is dominated by the cosmological constant and Cold Dark Matter, ΛCDM) plus numerical algorithms to constrain the parameters in a cosmological model with dark energy. For cases different with a single free parameter of a parameterised Quintessence model, 'w ind. 0' < 0 and 2,0 < 'w ind. a' <−2,0, we can find bins of width [−1,926,−0,323] in 'w ind. 0' and [−0,855, 1,190] in wa. In these intervals, we obtain one sigma level by taking the 68% of the sample which best fit the standard cosmological model / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-21Bitstream added on 2014-06-13T20:26:58Z : No. of bitstreams: 1 riveraecheverri_jd_me_ift.pdf: 457386 bytes, checksum: 5d639a5ed022bc76e4f1ab784a47e8e7 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Observações atuais do satélite Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) da Radiação Cósmica de Fundo (CMB) e estruturas de grande escala (LSS) têm permitido melhorar os estudos das anisotropias secundárias, especialmente o efeito Sachs-Wolfe Integrado (ISW). Usando a correlação cruzada entre a CMB e mapas da LSS, o sinal do efeito ISW pode ser detectado. Nós podemos usar o efeito ISW junto com o modelo cosmológico padrão (neste caso o Universo esta dominado pela constante cosmológica e a Matéria Escura Fria, ΛCDM) mais algoritmos numéricos para restringir os parâmetros em um modelo cosmológico com energia escura. Para diferentes casos com um único parâmetro livre de um model de Quintessência parametrizado,' w IND. 0' < 0 e 2,0 < 'w IND. a' <−2,0, podemos encontrar bins de largura [−1,926,−0,323] em 'w ind. 0' e [−0,855, 1,190]. Nestes intervalos, obtemos um sigma de nivel tomando o 68% da amostra que melhor se ajusta ao modelo cosmológico padrão / Current observations of the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) satellite of Cosmic Microwave Background (CMB) and Large Scale Structure (LSS) have allowed to improve studies of the secondary anisotropies, especially the Integrated Sachs-Wolfe effect (ISW). Using the cross-correlation between the CMB and LSS maps, the ISW effect signal can be detected. We can use the ISW effect together with standard cosmological model (in this case the Universe is dominated by the cosmological constant and Cold Dark Matter, ΛCDM) plus numerical algorithms to constrain the parameters in a cosmological model with dark energy. For cases different with a single free parameter of a parameterised Quintessence model, 'w ind. 0' < 0 and 2,0 < 'w ind. a' <−2,0, we can find bins of width [−1,926,−0,323] in 'w ind. 0' and [−0,855, 1,190] in wa. In these intervals, we obtain one sigma level by taking the 68% of the sample which best fit the standard cosmological model

Orientador: Alberto Vazquez Saa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-14T22:40:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maurer_ManuelaGibimRodrigues_D.pdf: 2170208 bytes, checksum: c6e199a21845849c79ef9b7ed5cd71da (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Nos últimos anos, a interpretação do cenário cosmológico sofreu inúmeras modificações, devido às contribuições das pesquisas em SNe Ia e em núcleos galáticos. Estes estudos evidenciam a presença de componentes exóticos no universo, a matéria e energia escuras. Os modelos de quintessência descrevem esta energia escura como um campo escalar acoplado à gravidade, considerando todo o universo permeado por ele. Na vizinhança de um buraco negro, este campo deverá ser absorvido, modificando a sua distribuição de massa. Esta acreção de massa exótica vem sendo interligada ao caso de buracos negros primordiais, sugerindo um possível mecanismo para a formação de buracos negros supermassivos. Utilizando uma abordagem quasi-estacionária, consideramos a evolução da massa de um buraco negro de Schwarzschild na presença de um campo cosmológico escalar não minimamente acoplado. A equação da evolução da massa é resolvida analiticamente para um acoplamento genérico, revelando um comportamento qualitativamente diferente do caso de acoplamento mínimo. Em particular, para buraco negros com massas menores que um certo valor crítico, o acréscimo do campo escalar pode levar à diminuição da massa, mesmo se nenhuma energia de phantom for envolvida. A validade física da abordagem quasi-estacionária adotada e algumas implicações do nosso resultado para evolução dos buracos negros primordiais e astrofísicos são discutidas. Mais precisamente, nós discutimos que os dados observacionais de buracos negros poderiam ser usados para colocar restrições no conteúdo de energia não minimamente acoplado / Abstract: In the last years, the interpretation of the cosmological scenario suffered uncountable modifications because of contribution of research in SNe Ia and galactic core. These studies demonstrate the presence of exotics components in the universe, the dark matter and the dark energy. Quintessencial models describe this dark energy as a scalar field coupled to gravity, considering the entire universe permeated by it. In the vicinity of a black hole, this field should be absorbed, modifying its distributions of mass. This accretion of this exotic mass has been interconnected at the case of primordial black holes, suggesting a possible mechanism for the formation of supermassive black holes. By using a quasi-stationary approach, we consider the mass evolution of Schwarzschild black holes in the presence of a nonminimally coupled cosmological scalar field. The mass evolution equation is analytically solved for generic coupling, revealing a qualitatively distinct behavior from the minimal coupling case. In particular, for black hole masses smaller than a certain critical value, the accretion of the scalar field can lead to mass decreasing even if no phantom energy is involved. The physical validity of the adopted quasi-stationary approach and some implications of our result for the evolution of primordial and astrophysical black holes are discussed. More precisely, we argue that black hole observational data could be used to place constraints on the nonminimally coupled energy content of the universe / Doutorado / Física das Particulas Elementares e Campos / Doutora em Ciências

Orientador: Pedro Cunha de Holanda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-23T06:10:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Motta_MarieleKatherineFaria_D.pdf: 1550492 bytes, checksum: f768e755d887ba2e47b72fc56b22c14f (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Gostaríamos de explorar as consequências da ausência de conhecimento prévio sobre o modelo correto para energia escura que permita interpretar as observações cosmológicas. A magnitude das distorções no espaço de redshift e da lente gravitacional fraca é determinada pela métrica na quais galáxias e luzes se propagam. Mostramos que, com observações precisas o suficiente, é possível utilizar estes dados para reconstruir a métrica no nosso cone de luz passado e portanto, o stress-anisotrópico e os potenciais gravitacionais podem ser medidos independentemente de modelo. Exploramos a degenerescência escura, ou o fato de que matéria e energia escura são indistinguíveis pois afetam o setor visível apenas através dos potenciais gravitacionais que produzem. Esta degenerescência permanece a menos que se suponha um modelo para energia escura: o bias entre galáxias e perturbações de matéria escura não pode ser determinado; e apenas quando o princípio da equivalência é assegurado, pode-se identificar a velocidade da matéria escura com a das galáxias. Mesmo com estas limitações, é possível construir testes para classes de modelos de energia escura que se baseiam em medidas em diferentes escalas e redshifts e não dependem de parametrizações ou condições iniciais. Demonstramos como se pode descartar a classe mais geral de modelos escalares-tensoriais sem precisar supor a validade do regime quasi-estático. Finalmente, discutimos como a degenerência escura se manifesta em uma análise dependente de modelo / Abstract: We would like to explore the consequences of having no prior knowledge about the correct model for dark energy that would allow us to interpret observations. The magnitude of redshift-space distortions and weak gravitational lensing is determined by the metric on which galaxies and light propagate. With precise enough observations it is then possible to use this data to reconstruct the metric on our past lightcone, therefore anisotropic stress and gravitational potentials can be measured in a model-independent way. We explore the dark degeneracy, or the fact that dark matter and dark energy are indistinguishable, for they affect the visible sector only through the gravitational potential they produce. This degeneracy remains unless a dark energy model is provided: the bias between dark matter and galaxies cannot be determined; and only when the Equivalence Principle is valid, one can identify the velocities of dark matter with that of the galaxies. In spite of these limitations, it is possible to construct tests for classes of dark energy models that are based on measurements at different scales and redshifts and do not depend on parametrizations or initial conditions. We demonstrate how one can rule out the most general class of scalar-tensor models without having to assume quasi-staticity. Finally, we discuss how the dark degeneracy manifests itself in a model-dependent analysis / Doutorado / Física / Doutora em Ciências

Orientadores: Alberto Vazquez Saa, Marcelo Moraes Guzzo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-24T01:44:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Froes_AndreLuisDelvas_D.pdf: 13866800 bytes, checksum: 096d2e613867ddb45ba06cca87c00dec (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Na presente tese, após revisão do estado da arte da cosmologia observacional, dos modelos de blindagem cosmológica para campos escalares e de modelos vetoriais para energia escura, foi apresentada a pesquisa original do projeto. Ela consistiu na elaboração do primeiro modelo de blindagem cosmológico aplicável a campos vetoriais, por meio de uma modificação conforme na Relatividade Geral, dependente do módulo do campo. Nos meios onde a densidade é elevada, o campo vetorial oscila em torno de zero, enquanto em meios de baixa densidade ele possui um valor não nulo. Como resultado, o campo vetorial não afeta a evolução no Universo primordial nem gera uma quinta força ou modificações detectáveis na gravitação local. O mecanismo também pode ser utilizado para esconder violações de Lorentz em pequenas escalas. A evolução cosmológica do modelo é estudada em detalhes / Abstract: In this thesis, after a review on the state of the art on observational cosmology, screening mechanisms for scalar fields and vector field models for dark energy, the original research of this project is presented. It consisted in the creation of the first screening mechanism for vector fields, by means of a conformal modification of General Relativity, dependent on the norm of the field. In high density environments, the vector field oscillates around zero, while in low density environments it has a non-null value. As a result, the vector field doesn\'t affect the evolution in the early Universe, nor generates a fifth force or detectable modifications in local gravity. The mechanism can be used as well to hide Lorentz violations in small scales. The cosmological evolution is studied in detail / Doutorado / Física / Doutor em Ciências