In der vorliegenden Arbeit werden Methoden aus der Theorie der dynamischen Systeme verwendet, um das qualitative Verhalten von Lösungen der semiklassischen Einsteingleichung für Friedmann-Lamaître-Robertson-Walker Raumzeiten zu untersuchen. Es werden ausschließlich masselose und konform gekoppelte Quantenfelder betrachtet. Bei der Renormierung des Energie-Impuls-Tensors solcher Quantenfelder treten Ambiguitäten auf, die sich als freie Parameter in der semiklassischen Einsteingleichung manifestieren. Mit Hilfe der Theorie der dynamischen Systeme ist es möglich, Lösungen nach ihren qualitativen Verhalten zu klassifizieren und dadurch Argumente für oder gegen bestimmte Werte der Renormierungskonstanten herauszuarbeiten. Befindet sich das Quantenfeld im konformen Vakuumzustand, erhält man ein zweidimensionales dynamisches System. Für dieses dynamische System werden die strukturell stabilen Fälle und Bifurkationsdiagramme herausgearbeitet, sowie das globale Stabilitätsverhalten der Minkowski und De-Sitter Gleichgewichtspunkte. Mittels dieser Analyse wird das qualitative Verhalten der semiklassischenLösungen mit dem qualitativen Verhalten der Lösungen des Lambda-CDM Modells der Kosmologie verglichen. Es zeigt sich, dass das semiklassische Modell in der Lage ist das qualitative Verhalten von Lösungen des klassischen Lambda-CDM Modells wiederzugeben. Weiterhin wird gezeigt, das im Vakuumfall Lösungen existieren, welche sich, im Gegensatz zu Lösungen des klassischen Lambda-CDM Modells, im Allgemeinen nicht eindeutig durch ihre Anfangsdaten bestimmen lassen. Um dieses atypische Verhalten aufzulösen müssen die Trajektorien dieser Lösungen in einem dreidimensionalen Phasenraum betrachtet werden.Das entsprechende dreidimensionale dynamische System beschreibt das dynamische Verhalten der Lösungen für beliebige Quantenzustände. Für allgemeine Quantenzustände wird die lokale (Lyapunov-) Stabilität der Gleichgewichtspunkte untersucht und für eine spezielle Wahl der Renormierungskonstanten und des Quantenzustandes neue Lösungen gefunden und mit Lösungen des klassischen Lambda-CDM Modells verglichen. Auch hier besteht eine qualitative Äquivalenz.

Orientador: Saulo Henrique Pereira / Resumo: Neste trabalho é construída a evolução completa do Universo impulsionada pelo espinor escuro com dimensão de massa um, chamado MDO. O modelo começa pela inflação cósmica, passando pela era dominada pela matéria escura, terminando com a recente expansão acelerada. Além disso, é feita uma primeira aproximação à teoria de perturbação escalar. Foi mostrado que a dinâmica do campo fermiônico MDO, respeitando um potencial com quebra de simetria, pode reproduzir todas as fases do Universo de uma maneira natural e elegante. As equações dinâmicas em geral e as condições de Slow-Roll, no limite H mp, também são apresentadas para o referido sistema. A análise numérica para o número de e-folds durante a inflação, densidade de energia após este período, o tempo presente e o tamanho real do Universo estão de acordo com o modelo padrão de cosmologia. Uma interpretação da fase inflacionária como resultado do princípio de exclusão de Pauli também é possível se o campo de MDO for tratado como um valor médio de seu análogo quântico / Doutor

We have released maps and data for five years of observation of the cosmic microwave background with the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) and I will review the main results in this talk. A simple 6 parameter cosmological model continues to be an excellent fit to the CMB data and to our data in conjunction with other astrophysical measurements. In particular a running spectral index is not supported by the data, and constraints that the Universe is spatially flat have increased in precision. Increased sensitivity and improvements in our understanding of the instrumental beam shape have allowed us to measure for the first time a cosmic neutrino background. Neutrinos de-coupled from other matter earlier than photons did. While they are expected to have a 2 Kelvin thermal distribution today, they comprised 10% of the energy density of the Universe at the epoch of photon de-coupling. The data also allow tighter constraints on the shape of the inflationary potential via the amplitude of a gravitational wave background new constraints on features of cosmic axions. Recorded at TRIUMF on Thursday April 17, 2008.