Made available in DSpace on 2018-08-01T22:29:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6811_Dissertação Rodrigo vom Marttens.pdf: 6542066 bytes, checksum: b48f12dca2bd6176e6024261f9ea29b6 (MD5) Previous issue date: 2013-08-23 / De acordo com o nosso entendimento do universo a matéria escura e a energia escura são as componentes dominantes na dinâmica do universo atual, enquanto os bárions e a radiação contribuem apenas com uma pequena fração menor que 5% da energia cósmica. Por outro lado, o estudo das inomogeneidades observadas na distribuição de matéria requer o conhecimento da dinâmica da perturbação dessa fração bariônica, uma vez que ela é observada diretamente. Não é claro que as inomogeneidades da matéria bariônica coincidem com as inomogeneidades da matéria escura. Em particular, se a matéria escura interage não-gravitacionalmente com energia escura, enquanto a matéria bariônica está em movimento geodésico, esta questão deve ser esclarecida. Neste trabalho, incorporamos ao modelo com decaimento do vácuo um fluido bariônico conservado separadamente, cuja quadrivelocidade, no nível perturbativo, difere da quadrivelocidade da matéria escura. A inclusão dos bárions parece não afetar o fundo homogêneo e isotrópico, mas no nível perturbativo parece amenizar a contribuição da matéria para o conteúdo total de energia.

Submitted by RENATO DA COSTA SANTOS null (renato.costa87@gmail.com) on 2016-03-02T19:44:58Z No. of bitstreams: 1 Tese.pdf: 1888991 bytes, checksum: c77d5b52416f56a3c90be7e3f7ef385f (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-03-04T12:43:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_rc_dr_ift.pdf: 1888991 bytes, checksum: c77d5b52416f56a3c90be7e3f7ef385f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-04T12:43:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_rc_dr_ift.pdf: 1888991 bytes, checksum: c77d5b52416f56a3c90be7e3f7ef385f (MD5) Previous issue date: 2016-02-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta tese a Teoria das Perturbações Cosmológicas é revisada e três tópicos originais, incluídos neste grande ramo da cosmologia teórica, são apresentados. Começamos introduzindo e deduzindo as fórmulas necessárias partindo de primeiros princípios no capítulo 2. Em seguida, no capítulo 3, estudamos em detalhe Teorias Quânticas de Campos em de Sitter que contêm correntes de spin alto. Mostramos que a existência de correntes de spin alto - mesmo em teorias com interação - pode colocar mais vínculos na função de n-pontos, tornando a teoria assintoticamente gaussiana no futuro longínquo. Este resultado pode ser interpretado como o análogo do teorema de ColemanMandula para o espaço-tempo de de Sitter. O capítulo 4 é dedicado a modelos inflacionários conformes com o campo de Higgs fazendo o papel de Inflaton. Modelos com simetria de Weyl e com simetria SO(1, 1) para valores altos da energia são construídos. Verificamos quais as condições necessárias para que se obtenha um valor arbitrário para a razão escalar tensorial, parâmetro que mede a intensidade de ondas gravitacionais primordiais em um dado modelo. Introduzimos também um acoplamento diferente do valor conforme para a interação do campo escalar com o tensor de curvatura. Isto quebra a simetria de Weyl, mas verificamos que existe um forte atrator na direção da linha de Starobinsky. No último capítulo, aplicamos o efeito do ‘back reaction’ dos modos com comprimentos de onda longo (maiores que o raio de Hubble) em alguns modelos inflacionários e no cenário Ekpyrótico. Checamos se este efeito pode prevenir a inflação eterna nas regiões onde efeitos estocásticos são importantes nestes modelos. Alguns apêndices, com cálculos detalhados, são incluídos no final. / In this thesis the Theory of Cosmological Perturbations is reviewed and three original topics, that are part of this huge branch of theoretical cosmology, are presented. We start by reviewing and deducing the needed formulas from first principles in chapter 2. After it, in chapter 3, we study in detail Quantum Field Theories in de Sitter spacetime that contain Higher Spin currents. We show that the existence of Higher Spin currents - even in the interacting case - can put further constraints on the n-point function, making it asymptotically gaussian in the far future. This result can be interpreted as the analog of Coleman-Mandula theorem for de Sitter spacetime. Chapter 4 is devoted to conformal inflationary models with the Higgs field playing the role of the Inflaton field. We construct models with a Weyl symmetry and a SO(1, 1) symmetry at high energies. It is verified what are the conditions to get an arbitrary value for the tensor to scalar ratio, which measures the amplitude of primordial gravitational waves in a given model. Also, we introduce a coupling, different from the conformal one, for the scalar field and the curvature tensor. This breaks the Weyl symmetry but we verify that there is a strong attractor towards the Starobinsky line. In the last chapter, we apply the back-reaction effect of long wavelength modes (modes with wavelength bigger than the Hubble radius) in some inflationary models and in the Ekpyrotic scenario. We check if this effect could prevent eternal inflation in the region where stochastic effects are important for these models. Some appendices, with detailed calculations, are also included in the end.

Orientadores: Alex Eduardo de Bernardini, Marcelo Moraes Guzzo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataglin / Made available in DSpace on 2018-08-17T16:24:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DuartePerico_EderLeonardo_M.pdf: 2896271 bytes, checksum: 3596fcdea9450fe936e36e96d5ffbad3 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O assunto deste estudo é formação de estruturas em grandes escalas em um universo plano dominado por radiação, matéria escura fria e constante cosmológica como modelo de energia escura no caso particular de presença de um gás degenerado de férmions (GDF) não interagentes como fluído de teste. Nosso modelo admite uma evolução linear das perturbações cosmológicas como também se limita a perturbações escalares, responsáveis pela formação de estruturas. O objetivo principal é analisar a contribuição do GDF no espectro de potências da matéria no presente após uma evolução isentrópica das perturbações primordiais, e compará-la com resultados obtidos para neutrinos cosmológicos. Neste caso, teremos uma mudança contínua de comportamento do GDF de gás ultra-relativístico para não relativístico, o qual aconteceria durante o período de domínio da matéria. Com o objetivo de obter expressões analíticas para a evolução temporal das perturbações do GDF tivemos que fazer o estudo destas em quatro casos diferentes: no período de domínio da radiação, no período de domínio da matéria escura, na escala de super-horizonte durante a transição entre estes dois períodos, e finalmente no período de domínio da constante cosmológica. Fomos bem sucedidos ao chegar a resultados consistentes utilizando dois caminhos diferentes: no primeiro, usando a equação de conservação do tensor momento energia para um gás ideal de férmions totalmente degenerado e não interagente, e no segundo, usando a equação de Boltzmann para um gás de férmions fortemente degenerado e também não interagente. Os dois métodos analíticos levam à mesma solução para as perturbações do GDF quanto escritas até primeira ordem em teoria de perturbações. De forma complementar, os nossos resultados numérico mostram um aumento no espectro de potências da matéria para escalas intermediárias se comparado com a contribuição dos neutrinos massivos. Finalmente estendemos nossa análise numérica ao substituirmos a matéria escura fria CDM e a constante cosmológica por um gás generalizado de Chaplygin GCG como modelo efetivo para o setor escuro do universo, mantendo as condições de contorno que envolvem as densidades médias, e as condições iniciais para as perturbações / Abstract: The subject of this study is the formation of large scale structures (LSS) in a at universe dominated by radiation, cold dark matter and cosmological constant - as a dark energy model - in presence of a degenerate fermionic gas (GDF) as non-interacting test fluid. Our model assumes a linear evolution of cosmological perturbations as well as merely scalar perturbations responsible for structure formation. Our main objective is to analyze the contribution of the GDF in the matter power spectrum today, after an isentropic evolution of primordial perturbations and a continuous change of behavior of ultra-relativistic for non-relativistic GDF, which occurs during the matter domination era in our model. To obtaining analytical expressions for temporal evolution of the GDF perturbations we did study them in four different cases: during the radiation domination era, the dark matter domination, the super-horizon scale limit during the transition between these first two periods and finally during the cosmological constant domination era. We get these results using two different approaches: first, using the conservation equation of the stress-energy tensor for a perfect and non-interacting and fully degenerated fermionic gas, and second, using the Boltzmann equation for a non-interacting and strongly degenerated fermionic gas. Both methods lead to the same analytical solution for GDF perturbations at first order on perturbation theory. On the other hand, our numerical results show an increase in the power spectrum of matter for intermediate scales if compared it with the contribution of massive neutrinos. Finally, we show the change on the results of the standard model of cosmology (CDM) when we exchanging the cold dark matter CDM and the cosmological constant for a generalized Chaplygin gas GCG how effective model of twice old fluids with the same mean density of energy / Mestrado / Cosmologia / Mestre em Física

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2016-08-12T14:56:03Z No. of bitstreams: 1 thiagomorallesdeabreu.pdf: 433339 bytes, checksum: dc2019985b911c7c131a86a07cac34de (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-08-15T13:36:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 thiagomorallesdeabreu.pdf: 433339 bytes, checksum: dc2019985b911c7c131a86a07cac34de (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-15T13:36:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thiagomorallesdeabreu.pdf: 433339 bytes, checksum: dc2019985b911c7c131a86a07cac34de (MD5) Previous issue date: 2016-06-24 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Na presente dissertação é apresentada uma revisão detalhada de modelos cosmológicos, incluindo a dinâmica de perturbações cosmológicas lineares para dois modelos que desempenham interesse do ponto de vista de possíveis aplicações. Todo material discutido é oriundo da literatura recente e não se apresenta elementos originais. Entretanto, o conhecimento desses modelos abre uma possibilidade de extensões que estão agora sob discussão e desenvolvimento. De início é feita uma sucinta exposição do Modelo Cosmológico Padrão, que pode ser associado com o modelo FLRW (Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker). Este último descreve um Universo em expansão marcado pela homogeneidade e isotropia em grande escala. Após isso discute-se o modelo com fluido cósmico composto por gás relativístico reduzido, mais conhecido pela sigla RRG, do inglês "reduced relativistic gas". A equação de estado do modelo RRG tem uma correspondência bem próxima ao modelo de gás de partículas massivas com energias cinéticas relativísticas. Considera-se ainda as perturbações cosmológicas em torno do modelo RRG de fundo plano, homogêneo e isotrópico. Por fim, segue-se a discussão sobre a possibilidade de incluir perturbações na constante gravitacional G e na constante cosmológica Λ, no ramo do modelo motivado por correções semiclássicas. / In this thesis we present a detailed review of some cosmological models, including the theory of linear cosmological perturbations for two distinct models which represent certain interest from the point of view of possible applications. All presented material comes from the recent literature and does not include original elements. However, the knowledge of these models opens a possibility of extensions which are now under discussion and development. At first it is presented a brief review of the Standard Cosmological Model, which can be associated with FLRW model (Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker). The latter describes an expanding Universe marked by homogeneity and isotropy on a large scale. After that we discuss the model composite by a cosmic fluid described by reduced relativisticgas,betterknownbytheacronymRRG(reducedrelativisticgas). Theequation of state of the RRG model has a very close match to the model of gas of massive particles with relativistic kinetic energies. We consider the cosmological perturbations around the background of flat, homogeneous and isotropic RRG-based model. After that follows the discussion of the possibility of including perturbations of the gravitational constant G and the cosmological constant Λ within the model motivated by semiclassical corrections.