Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Em modelos inflacionários não-isentrópicos, a contribuição para o espectro de potência é essencialmente proveniente das flutuações térmicas. Esta é a situação oposta a da inflação fria, onde as flutuações de origem quântica fornecem toda contribuição para o espectro. Pouca ou nenhuma importância tem sido dada ao regime intermediário, onde as flutuações quânticas e térmicas são comparáveis. Neste trabalho, tendo como bases a inflação não-isentrópica e a inflação estocástica de Starobinsky, propomos um quadro geral onde é possível tratar de maneira conjunta, explícita e transparente tanto a contribuição de origem quântica quanto a de origem térmica para o espectro de potência do inflaton.O espectro de potência geral obtido reproduz, nos limites apropriados, todos os resultados caracteríssticos tanto da inflação fria, quanto da inflação não-isentrópica. Com o objetivo de checar a consistência e a viabilidade do modelo, foram usados os típicos potenciais polinomiais característicos da inflação caótica. Apesar destes potenciais já estarem praticamente descartados pelas observações no contexto da inflação fria, surpreendentemente pudemos constatar que efeitos dissipativos e de temperatura são capazes de restaurar a compatibilidade dos mesmos com os parâmetros cosmológicos inferidos através dos dados do nono ano do WMAP. Através da inserção de tais efeitos na dinâmica de grandes escalas do inflaton, estendemos ainda alguns resultados relacionados ao cenário conhecido como inflação eterna. / In nonisentropic inflationary models, the contribution to the power spectrum is essentially derived from thermal fluctuations. This is the opposite situation than the cold inflation, where the quantum fluctuations provide the total contribution to the spectrum.Little or no importance has been given to the intermediate case, where quantum and thermal contributions are comparable. In this work, relying on nonisentropic inflation and Starobinsky's stochastic inflation program, we propose a general framework that aims to describe explicitly and in a transparent way both quantum and thermal contributions to the inflaton power spectrum. The result for the power spectrum reproduces, when we take appropriate limits, the standard expressions of cold and nonisentropic inflation. In order to check model consistence and its viability, we made use of typical single field polynomial-type inflaton potential. Despite this kind of potential be strongly disfavored by observations in the cold inflation context, we surprisingly found that dissipative and temperature effects are able to restore their compatibility with cosmological parameters inferred from 9-year WMAP data. Farther, by inserting such effects on the large scale dynamics of inflaton field, we extend some results related to the eternal inflation scenario.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoaoMariaS.pdf: 1049485 bytes, checksum: b130a8a0ccecf0a58604794ae4dbc1f4 (MD5) Previous issue date: 2008-03-07 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Nesta tese investigamos alguns problemas envolvendo duas ?reas complementares, a saber: din?mica estoc?stica e cosmologia. Na primeira linha de desenvolvimento, estendemos o formalismo de for?as flutuantes desenvolvido por Langevin para uma classe de sistemas com amortecimento vari?vel e, em seguida, discutimos algumas aplica??es no dom?nio cosmol?gico. Nesse contexto, supondo que o efeito da radia??o (banho t?rmico) ? semelhante ao de uma perturba??o estoc?stica (for?as flutuantes), discutimos a evolu??o do campo escalar em cen?rios da nova infla??o e no chamado efeito Meszaros. Inicialmente, utilizando um ru?do colorido na equa??o de Langevin, mostramos que as flutua??es do campo inflaton experimentam um regime de difus?o an?mala. Considerando que a componente de radia??o atua como uma poss?vel corre??o estoc?stica sobre o efeito Meszaros, discutimos a influ?ncia do ru?do sobre a evolu??o do contraste de densidade da mat?ria. Seguindo outra abordagem estoc?stica, estudamos os modelos de Friedmann-Robertson-Walker (FRW) como um fluido qu?ntico na chamada formula??o de Madelung. Nesse an?lise, as equa??es de FRW para os modelos fechados (k=1) se reduzem a forma de um oscilador harm?nico simples e as solu??es da equa??o de Schr?dinger associada bem como sua densidade de probabilidade s?o explicitamente obtidas. Mostramos tamb?m que a principal influ?ncia f?sica do processo estoc?stico ? evitar o colapso do modelo e, consequentemente, a singularidade c?smica. Investigamos ainda dois problemas relacionados com modelos de energia escura (quintess?ncia e g?s de Chaplygin). Para o primeiro candidato, discutimos um m?todo anal?tico que permite calcular o potencial de campo escalar numa mistura de um fluido perfeito e quintess?ncia. Supondo que a quintess?ncia ? descrita por uma mat?ria-X, diversas quantidades de interesse cosmol?gico s?o determinadas. Para o g?s de Chaplygin (vers?es de quintess?ncia e quartess?ncia), o redshift de transi??o ? utilizado como um discriminador para se obter limites sobre os par?metros cosmol?gicos relevantes. Os resultados obtidos est?o de bom acordo com alguns estudos recentes utilizando observa??es de supernovas e dados da estrutura de grande escala do universo

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:15:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LucioMSA.pdf: 2934483 bytes, checksum: 64c307ca56cfeba54ce0eefe01c1f84b (MD5) Previous issue date: 2007-07-03 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The recent astronomical observations indicate that the universe has null spatial curvature, is accelerating and its matter-energy content is composed by circa 30% of matter (baryons + dark matter) and 70% of dark energy, a relativistic component with negative pressure. However, in order to built more realistic models it is necessary to consider the evolution of small density perturbations for explaining the richness of observed structures in the scale of galaxies and clusters of galaxies. The structure formation process was pioneering described by Press and Schechter (PS) in 1974, by means of the galaxy cluster mass function. The PS formalism establishes a Gaussian distribution for the primordial density perturbation field. Besides a serious normalization problem, such an approach does not explain the recent cluster X-ray data, and it is also in disagreement with the most up-to-date computational simulations. In this thesis, we discuss several applications of the nonextensive q-statistics (non-Gaussian), proposed in 1988 by C. Tsallis, with special emphasis in the cosmological process of the large structure formation. Initially, we investigate the statistics of the primordial fluctuation field of the density contrast, since the most recent data from the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) indicates a deviation from gaussianity. We assume that such deviations may be described by the nonextensive statistics, because it reduces to the Gaussian distribution in the limit of the free parameter q = 1, thereby allowing a direct comparison with the standard theory. We study its application for a galaxy cluster catalog based on the ROSAT All-Sky Survey (hereafter HIFLUGCS). We conclude that the standard Gaussian model applied to HIFLUGCS does not agree with the most recent data independently obtained by WMAP. Using the nonextensive statistics, we obtain values much more aligned with WMAP results. We also demonstrate that the Burr distribution corrects the normalization problem. The cluster mass function formalism was also investigated in the presence of the dark energy. In this case, constraints over several cosmic parameters was also obtained. The nonextensive statistics was implemented yet in 2 distinct problems: (i) the plasma probe and (ii) in the Bremsstrahlung radiation description (the primary radiation from X-ray clusters); a problem of considerable interest in astrophysics. In another line of development, by using supernova data and the gas mass fraction from galaxy clusters, we discuss a redshift variation of the equation of state parameter, by considering two distinct expansions. An interesting aspect of this work is that the results do not need a prior in the mass parameter, as usually occurs in analyzes involving only supernovae data.Finally, we obtain a new estimate of the Hubble parameter, through a joint analysis involving the Sunyaev-Zeldovich effect (SZE), the X-ray data from galaxy clusters and the baryon acoustic oscillations. We show that the degeneracy of the observational data with respect to the mass parameter is broken when the signature of the baryon acoustic oscillations as given by the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) catalog is considered. Our analysis, based on the SZE/X-ray data for a sample of 25 galaxy clusters with triaxial morphology, yields a Hubble parameter in good agreement with the independent studies, provided by the Hubble Space Telescope project and the recent estimates of the WMAP / As recentes observa??es astron?micas indicam que o universo tem curvatura espacial nula, expande aceleradamente e seu conte?do de mat?ria-energia ? composto por cerca de 30% de mat?ria (b?rions + mat?ria escura) e 70% de energia escura, uma componente relativ?stica com press?o negativa. No entanto, para construir modelos ainda mais real?sticos do universo, ? necess?rio considerar a evolu??o de pequenas perturba??es de densidade sob a??o da gravidade, a fim de explicar a riqueza de estruturas observadas na escala de gal?xias e aglomerados de gal?xias. O processo de forma??o de estruturas foi pioneiramente descrito por Press e Schechter (PS) em 1974, atrav?s da fun??o de massa dos aglomerados de gal?xias. O formalismo PS pressup?e uma distribui??o gaussiana para o campo primordial das perturba??es de densidade. Al?m de um s?rio problema de normaliza??o, tal abordagem n?o explica os atuais dados de raios-X dos aglomerados, e est? em desacordo com as modernas simula??es computacionais. Nesta tese, discutimos diversas aplica??es da q-estat?stica n?o extensiva (n?o gaussiana) proposta em 1988 por C. Tsallis, com especial ?nfase para o processo cosmol?gico de forma??o das grandes estruturas. Inicialmente, investigamos a estat?stica do campo de flutua??es dos contrastes de densidade primordiais, j? que os dados mais recentes do Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) indicam um desvio da gaussianidade. Assumimos que tais desvios podem ser descritos pela estat?stica n?o extensiva, pois ela se reduz ? distribui??o gaussiana, no limite do par?metro livre q = 1, o que permite uma compara??o direta com a teoria padr?o. Estudamos sua aplica??o para um cat?logo de aglomerados gal?ticos baseado no ROSAT All-Sky Survey (doravante nomeado como HIFLUGCS). Concluimos que o modelo gaussiano padr?o aplicado ao HIFLUGCS n?o corrobora os dados mais recentes obtidos de forma independente pelo WMAP. Utilizando a estat?stica n?o extensiva obtemos valores bem mais compat?veis com os resultados do WMAP. Demonstramos tamb?m que a distribui??o de Burr corrige o problema da normaliza??o. O formalismo da fun??o de massa dos aglomerados foi tamb?m investigado na presen?a da energia escura. Neste caso, limites sobre os mais diversos par?metros c?smicos foram tamb?m obtidos. A estat?stica n?o extensiva foi ainda implementada em 2 problemas distintos: (i) a sonda de plasma e (ii) na descri??o da radia??o de Bremsstrahlung (a radia??o prim?ria dos aglomerados de raio-X); um problema de consider?vel interesse astrof?sico. Numa outra linha de desenvolvimento, utilizando dados de supernovas e fra??o de massa do g?s em aglomerados, discutimos a varia??o do par?metro da equa??o de estado da energia escura, considerando 2 expans?es distintas. Um aspecto interessante desse trabalho ? que os resultados n?o necessitam de um prior no par?metro de massa, como ocorre usualmente nas an?lises envolvendo apenas os dados de supernovas. Finalmente, fazemos uma nova estimativa do par?metro de Hubble, atrav?s de uma an?lise conjunta envolvendo o efeito Sunyaev-Zeldovich (SZE), o espectro de raios-X de aglomerados e as oscila??es ac?sticas dos b?rions. Mostramos que a degeneresc?ncia dos dados observacionais em rela??o a ? quebrada quando incluimos a assinatura das oscila??es ac?sticas dos b?rions, dada pelo cat?logo do Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Nossa an?lise, baseada nos dados de SZE/raios-X para uma amostra de 25 aglomerados com morfologia triaxial, deriva um par?metro de Hubble em bom acordo com estudos independentes do projeto Hubble Space Telescope e as recentes estimativas do WMAP

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:55:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000417830-Texto+Completo-0.pdf: 966598 bytes, checksum: 1a59cf0bda785b7836baa91d81ef7417 (MD5) Previous issue date: 2009 / This thesis claim to defend the following argument: the Popper’s philosophy, primarily because of his cosmological interest, can only be properly understood as a system, like this, the total explanation of reality is understood in two basic points: Metaphysics; and Theory of Knowledge. In Chapter I, we will argue that, the basis of modern science is Copernicus and Galileo. The first one doe’s not discuss concrete problems or observational data, in the language of the heliocentric Popper, like any other scientific theory, the result is a creative intuition; this intuition has generated a theory that is validity from its explanatory power, which deducts some predictions that we can test. Popper noticed that when he overthrow the Newtonian mechanics, he affirmed the ingredient of ontological realism, and the thesis of verisimilitude - though intuitive form. In Chapter II we will try to argue that the modern answers - Hume and Kant - presupposed, though for different reasons, the mechanism: Hume as ontological basis for their psychological inductive inferences, which, say, in passing, is untenable, and Kant in its synthetic judgments a priori. The answer of Logical Positivism had serious difficulties in its base: the idea that scientific discourse is itself self-sustaining, because from the inductive method transformed into scientific laws: a) From poor sense, because its inference is not logically justifiable; b) Rules for the formation of language, similar to rules of inference, which does not help because the rationale of rules of inference in the deduction is given for its ability of transmitting truth, that is, based on these rules of inference will never have true premises and false conclusions, such as induction does not allow it. c) Predictive tools, which remove the descriptive aspect of science. In Chapter III we seek to argue that the fallibility deductible, as we are interpreting, acknowledges in the statement refuting from Einstein, an independent world, and the idea of knowledge as a process governed by conjectures and refutations. Upon a finding of asymmetry between the universal hypotheses intuitively created and set out basic deductible of them, understood as distorting their potential, we have a criterion of demarcation between science and non-science perfectly framed in cosmology – this is the central concern of Popper. In Chapter IV we will examine how, from the years 50 and 60, Hanson, Toulmin, Kuhn, Lakatos and Feyerabend also criticize the philosophy of science, with was inspired on neopositivism, trying to demonstrate that a purely formal analysis, when extended to the history of science, it is insufficient. Two are the basic points of attack: the induction and the idea that science rests on an infallible empirical basis. In spite all build their theories from the history of science are, first of all, philosophers, we can say that his criticism of Popper is focused primarily on the following point: the overlap between theory-hand experiences does not allow for a rational solution the problem of empirical basis. We argue that when we propose to accept the recognition of Metaphysics realistic, this criticism can be overcome on a relatively quiet, can do this without a dive in search of legitimacy in the history of science. In Chapter V we recognize that, if we had until now argued that while metaphysical realism is a necessary assumption of the epistemology of Popper, it is acknowledged that this reality is given independent of regularities, making it necessary to reconcile 'Realism' and 'Indefinite', mediate the term 'propensity'.The Three Worlds are released from here to an evolutionary perspective, which will be a starting point the idea that all organisms are constantly immersed in the resolution of problems, problems which are not restricted just to survive. By a process of trial and error, the whole nature is homogeneous, rooted in the specific human capacity to develop a descriptive language and argumentative. The ability to produce the language establishing the M 3 and the concomitant possibility of formation of the human subject as ' I 'conscious. / Essa tese pretende defender o seguinte argumento: a filosofia de Popper, devido ao seu interesse primordialmente cosmológico, somente pode ser corretamente compreendida enquanto sistema, isto é, enquanto explicação global da realidade entendida em seus dois pontos basilares: Metafísica e Teoria do Conhecimento. No Capítulo I argumentaremos que na base da ciência moderna temos Copérnico e Galileu. O primeiro não parte de problemas concretos nem de dados observacionais, na linguagem de Popper o heliocentrismo, como qualquer outra teoria científica, é fruto de uma intuição criadora; essa intuição produziu uma teoria que tem sua validade a partir de sua capacidade explicativa, da qual deduzimos certas predições passíveis de teste. Popper percebeu que a relatividade ao derrubar a mecânica newtoniana, o faz afirmando o ingrediente ontológico do realismo, e a tese da verossimilhança – ainda que sob forma intuitiva. No Capítulo II procuraremos argumentar que as respostas modernas – Hume e Kant - pressupunham, ainda que por razões distintas, o mecanicismo: Hume enquanto fundamento ontológico para suas inferências indutivas psicológicas, o que, diga-se de passagem, é insustentável, e Kant em seus juízos sintéticos a priori.A resposta do Positivismo Lógico apresentava em sua base graves dificuldades: a idéia de que o discurso científico seja em si auto-sustentável, porque oriundo do método indutivo transformava as leis científicas em: a) enunciados carentes de sentido, pois sua inferência não é logicamente justificável; b) regras para a formação de enunciados, semelhantes a regras de inferência, o que em nada ajudaria já que a fundamentação das regras de inferência na dedução se dá por sua capacidade de transmissão de verdade, isto é, com base nessas regras de inferência nunca teremos premissas verdadeiras e conclusões falsas, como a indução não permite isso.. c) instrumentos preditivos, o que suprimiria o aspecto descritivo da ciência. No Capítulo III buscamos argumentar que o dedutivismo falibilista, tal como o estamos interpretando, reconhece na refutação einsteiniana a afirmação de um mundo independente, e a idéia do conhecimento enquanto processo governado por conjecturas e refutações. Mediante a constatação da assimetria existente entre as hipóteses universais intuitivamente criadas e os enunciados básicos delas dedutíveis, compreendidos como seus falseadores potenciais, temos um critério de demarcação entre ciência e não-ciência perfeitamente enquadrado na cosmologia – preocupação central de Popper. No Capítulo IV vamos analisar como, a partir dos anos 50 e 60, Hanson, Toulmin, Kuhn, Lakatos e Feyerabend também criticam a Filosofia da Ciência de inspiração neopositivista procurando demonstrar que uma análise meramente formal, quando estendida à história da ciência, se revela insuficiente. Dois são os seus pontos básicos de ataque: a indução e a idéia de que a ciência repousa sobre uma infalível base empírica. Em que pese todos construírem suas teses a partir da história da ciência são, antes de tudo, filósofos, o que nos permite dizer que sua crítica a Popper está centrada basicamente no seguinte ponto: a indissociável imbricação teoria-experiência não permite uma solução racional para o problema da base empírica. Procuramos argumentar que, quando admitimos como estamos propondo o reconhecimento da Metafísica Realista de base, essas críticas podem ser superadas de maneira relativamente tranqüila, sem que isso implique em um mergulho em busca de legitimação na história da ciência. No Capítulo V reconhecemos que, se até aqui nos foi dado argumentar que o realismo enquanto metafísica é um pressuposto necessário da epistemologia de Popper, cabe admitir que essa realidade independente é dotada de regularidades, tornando necessário conciliar ‘Realismo’ e ‘Indeterminismo’, meidiante a noção de ‘propensão’.Os Três Mundos aqui são introduzidos partindo de uma reformulação da perspectiva evolucionista, que terá por ponto de partida a idéia de que todos os organismos estão permanentemente imersos na resolução de problemas, problemas esses que não se restringem tão somente a sobrevivência. Por um processo de ensaio e erro, toda a natureza é homogênea, radicando a especificidade humana na capacidade de desenvolvimento de uma linguagem descritiva e argumentativa. A capacidade de produzir a linguagem cria o M 3 e concomitantemente a possibilidade da constituição do sujeito humano enquanto ‘Eu’ consciente.

Esta dissertação busca se aproximar das concepções da educação indígena a partir da tradição Kaingang, relacionando-a com a educação escolarizada. O povo Kaingang, originário das regiões sul do Brasil e moradores contemporâneos nos estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Paraná e parte de São Paulo, depois de um intenso processo de colonização, muitos passaram a usufruir da educação escolar inserida pelo então SPI - Serviço de Proteção ao Índio, como por exemplo, na Terra Indígena Guarita. Este estudo se concentra nos saberes da tradição Kaingang, como ela é transmitida aos descendentes desta sociedade. O trabalho que aqui apresento, descreve partes da cosmologia, dos saberes da oralidade Kaingang e suas formas tradicionais de transmissão, na busca de compreender a interação dessas práticas com o entendimento de educação escolar indígena nas Terras Kaingang do Estado do Rio Grande do Sul. A partir do diálogo com sábios anciãos e das minhas aprendizagens como pessoa kaingang, pertencente a esse povo, descrevo parte desses saberes e de como ocorre essa interação, assinalando os conflitos e os processos de “tradução” e ressignificação de seus elementos rituais para o contexto escolar. O crescente número de Kaingang que vive nas aldeias e interage com o mundo não indígena suscita indagações quanto à transformação e readaptação de seus discursos referente aos estudos realizados nas escolas Kaingang. Esta pesquisa pretende explicitar como é realizado esse movimento e as formas de afirmação identitária e de conquistas políticas, principalmente no campo da educação indígena e educação escolarizada desenvolvida pelo Estado brasileiro, em suas diferentes esferas. / Esta tesis pretende acercarse a los conceptos de educación indígena de tradición Kaingang, vinculándola a la educación escolar. El pueblo Kaingang, originarios de las regiones del sur de Brasil y habitantes actualmente en los estados de Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Paraná y São Paulo, después de un intenso proceso de colonización, muchos vinieron a disfrutar de la educación escolar introducida entonces por SPI - Servicio de Protección del Indígena, por ejemplo, en la Reserva Garita Tierra Indígena. Este estudio enfoca los conocimientos tradicionales de la cultura Kaingang y la forma en que se transmite a los descendientes de esta sociedad. El trabajo que aquí se presenta describe algunas partes de la cosmología, el conocimiento de los Kaingang desde su oralidad y las formas tradicionales de transmisión de estos conocimientos, intentando así entender la interacción de estas prácticas en el entendimiento de la educación indígena en las tierras kaingang del Estado de Rio Grande do Sul. Al apuntar el diálogo con los sabios y ancianos, además de mis aprendizajes personales como parte del pueblo Kaingang, por ser heredero de este pueblo, este trabajo procura describir parte de este conocimiento y cómo se produce esta interacción, lo que indica el conflicto y los procesos de "traducción" y redefinición de sus elementos rituales para el contexto escolar. El creciente número de la gente Kaingang que vive en los pueblos e interactúa con el mundo no indígena plantea preguntas acerca de la transformación y modernización de sus discursos en lo que se refiere a los estudios en las escuelas kaingang. Esta investigación pretende aclarar cómo se realiza este movimiento y las formas de afirmación de la identidad y los logros políticos, especialmente en el campo de la educación indígena y la educación escolar desarrollado por el Estado brasileño, en sus diferentes ámbitos.

Há evidência para uma linha espectral em E ≈ 130 GeV nos dados do Fermi-LAT, que pode ser explicada por partículas de matéria escura aniquilando-se em fótons. Revisamos um modelo de matéria escura que consiste em um férmion de Dirac singleto e um escalar singleto. O escalar implementa a quebra espontânea de simetria no setor escuro, além de ser responsável pela comunicação entre as partículas de matéria escura e do Modelo Padrão através do acoplamento com o Higgs. Essas interações são suprimidas pela mistura do escalar com o Higgs. Assim, a matéria escura fermiônica singleta é naturalmente uma partícula massiva que interage fracamente (WIMP, na sigla em inglês) e pode explicar a densidade de relíquia observada. Esse modelo não consegue produzir o sinal identificado nos dados do Fermi-LAT, então propomos uma modificação. Introduzimos um escalar multipleto que carrega carga elétrica e acopla-se ao escalar singleto, e conseguimos produzir o sinal. O consequente aumento da razão de ramificação do processo h → γγ é consistente com medidas do experimento CMS. / There is evidence for a spectral line at E ≈ 130 GeV in the Fermi-LAT data that can be explained as dark matter particles annihilating into photons. We review a dark matter model that consists in a singlet Dirac fermion and a singlet scalar. The scalar implements the spontaneous symmetry breaking in the dark sector, and is responsible for the communication between dark matter and Standard Model particles through a coupling to the Higgs. These interactions are supressed by the mixing between the scalar and the Higgs. Therefore, the singlet fermionic dark matter is naturally a weakly interacting massive particle (WIMP) and can explain the observed relic density. This model cannot produce the signal identified in the Fermi-LAT data, so we propose a modification. We introduce a scalar multiplet that carries electric charge and couples to the singlet scalar, and succeed in producing the signal. The resulting increase of the branching ratio of the h → γγ process is consistent with measurements from the CMS experiments.

A matéria não é uniformemente distribuída no Universo, mas é organizada em galáxias, aglomerados de galáxias e mesmo em superaglomerados de galáxias. Conseqüentemente, conforme a Relatividade Geral de Einstein, a curvatura do espaço-tempo não permanece constante indefinidamente, mas flutua. Nós mostramos aqui que, surpreendentemente, estas flutuações podem causar estabilização em trajetórias de fótons mesmo em modelos com curvatura negativa constante e topologia compacta, que se caracterizam por serem extremamente caóticas. Essa estocasticidade tem sido usada para explicar a homogeneidade pré-inflacionária, e o fato de que as flutuações na radiação cósmica de fundo são gaussianas, numa margem de 97%. Mostramos analítica e numericamente que flutuações randômicas na curvatura podem levar à estabilização estocástica de trajetórias de fótons. Também mostramos a analogia desse problema com a dinâmica do pêndulo invertido, e discutimos as conseqüências dessa estabilização para a gaussianidade das flutuações de temperatura da radiação cósmica de fundo. / Matter is not uniformly distributed in Universe but it is organized into galaxies, galaxies dusters and even superdusters of galaxies. Consequent1y, from the General Relativity of Einstein, the spatial curvature of the universe fluctuates. We show here that these fluctuations can cause stabilization of photon trajectories even in models with constant negative spatial curvature and compact topologies, which imply chaotic photonic dynamics. This has been put forward as an explanation of pre-inflationary homogeneity and to the fact that fluctuations in the cosmic microwave background are dose to gaussian. We show here analytically and numerically that random fluctuations in the curvature can lead to stochastic stabilization of photon trajectories. It is also discussed the analogy with the problem of the inverted pendulum dynamics, and the consequences for the gaussianity of temperature fluctuations of the Cosmic Microwave Background.

Buscamos, nesta dissertação, lidar com o amplo conceito de forças naturais na obra de Schopenhauer; partindo de suas opiniões pelo ponto de vista científico até a correlação entre forças naturais, a força vital, a Ideia e os graus de objetivação da vontade de modo a desenvolver sua noção de unidade na natureza. / It\'s our goal, on this dissertation, to deal with the vast concept of natural forces on the work of Schopenhauer; starting with his opinions through the scientific point of view until the correlation between natural forces, the vital force, the Ideia e the degrees of the objetification of the will so we can develop his notion of unity on nature.

No contexto da teoria da relatividade geral de Einstein, se estudam espaço-tempos dinâmicos do tipo buraco negro em um ambiente cosmológico, em particular, uma generalização de massa variável do espaço-tempo de McVittie. São apresentados alguns espaço-tempos resultantes de limites da solução de McVittie generalizada. Se discutem as definições padrão de buraco negro e horizonte de eventos assim como as dificuldades de aplicá-las em situações dinâmicas, outras definições para horizontes são exploradas. É usado o conceito de horizonte aparente para localizar buracos negros e horizontes cosmológicos. Soluções para a busca dos horizontes aparentes são encontradas nas geometrias de Schwarzschild-de Sitter, McVittie e McVittie generalizado. / Black hole-like spacetimes in a cosmological background are studied within the Einsteins general relativity theory framework, in particular a mass varying generalization of the McVitties spacetime. We exhibit some of the resulting spacetimes as limit cases of the generalized McVittie solution. We discuss the standard definition of black hole and event horizon, and we address the difficulties in aplying it in dynamical situations, another definitions for horizons are explored. The apparent horizon concept is used to locate black holes and cosmological horizons. Solutions for apparent horizons in Schwarzschild-de Sitter, McVittie, and generalized McVittie geometries are shown.

Com os próximos grandes projetos the observação do Universo, a cosmologia entrará em uma era de alta precisão de medidas. Novos dados trarão um novo entendimento da evolução do Universo, seus principais componentes e do comportamento da gravi- dade. Sendo assim, é fundamental também ter uma boa predição teórica para a formação de estrutura de larga escala em regime não-linear. A melhor maneira de resolver as equações hidrodinâmicas que descrevem o nosso universo é por meio de simulações cosmológicas na rede. Entretando, estas contém desafios, como a correta inclusão de física bariônica e a diminuição do alto tempo computacional. Uma outra abordagem muito usada é o cálculo das funções de cor- relação por meio de métodos perturbativos (em inglês, Standard Perturbation Theory, ou SPT). Entretanto, esta contém problemas variados: pode não convergir para algu- mas cosmologias e, caso convirja, não há certeza de convergência para o resultado correto. Além disso, há uma escala privilegiada nos limites integrais que envolvem o método perturbativo. Nós calculamos o resultado por esse método até terceira ordem e mostramos que o termo de terceira ordem é ainda maior que o de 2-loops e 3-loops. Isso evidencia alguns problemas descritos com o método perturbativo. O método de Teorias Efetivas de Campo aplicado ao estudo de LSS busca corrigir os problemas da SPT e, desta forma, complementar os resultados de simulações na rede. Em outras áreas da física, como a Cromodinâmica Quântica de baixas energias, EFTs também são usadas como um complemento a essas simulações na rede. EFTs melhoram a predição do espectro de potência da matéria por meio da inclusão dos chamados contra-termos, que precisam ser fitados em simulações. Estes contratermos, que são parâmetros livres, contém importante informação sobre como a física em pequenas escalas afeta a física nas escalas de interesse. Explicaremos os resultados para a predição em 3-loops de EFT, trabalho inédito. É possível usar as EFTs também no problema de conectar a campo de matéria com outros traçadores, como os halos e as galáxias, chamado de bias. Com as EFTs podemos construir uma base completa de operadores para parametrizar o bias. Será explicado como utilizar esses operadores para melhorar a predição do bias em escalas não-lineares. Serão calculados esses termos de EFT em simulações. Também será mostrado como renormalizar o bias em coordenadas de Lagrange. Por fim, será explicada outra importante aplicação das EFTs em cosmologia, mais especificamente em teorias de inflação. EFTs parametrizam desvios nas teorias de um campo único no chamado regime de slow-roll. / With future cosmological surveys, cosmology will enter in the precision era. New data will improve the constraints on the standard cosmological model enhancing our knowledge about the universe history, its components and the behavior of gravity. In this context, it is vital to come up with precise theoretical predictions for the formation of large-scale structure beyond the linear regime. The best way of solving the fluid equations that describe the large-scale universe is through lattice simulations, which faces difficulties in the inclusion of accurate baryonic physics and is very computationally costly. Another approach is the theoreti- cal calculation of the correlation statistics through the perturbative approach, called Standard Perturbation Theory (SPT). However, SPT has several problems: for some cosmologies, it may not converge and even when it converges, we cannot be sure it converges to the right result. Also, it contains a special scale that is the loop momenta upper-bound in the integral. In this work, we show results for the 3-loop calculation. The term of third order is larger than the terms of 2-loops and 3-loops, making explicit SPT problems. In this work, we describe the recent usage of Effective Field Theories (EFTs) on Large Scale Structure problems to correct SPT issues and complement cosmological simulations. EFTs are used in other areas of physics, such as low energy QCD, serving as a complement to lattice calculations. EFT improves the predictions for the matter power spectrum and bispectrum by adding counterterms that need to be fitted. The free parameters, instead of being a problem, bring relevant information about how the small-scale physics affects the scales for which we are trying to make statistical predictions. We show the calculation of the 3-loop EFT counterterms. EFTs are also used to explain main points connecting the matter density field with tracers like galaxies and halos. EFTs highlighted how to construct a complete basis of operators that parametrize the bias. We explain how we can use EFT to improve the bias prediction to non-linear scales. We compute the non-linear halo-bias by fitting the bias parameters in simulations. We also show the EFT renormalization in Lagrangian coordinates. Finally, we explain another critical EFT application to cosmology: in primordial physics. It can be used to parametrize deviations to the slow-roll theory within the inflationary paradigm.