Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Formação de estruturas em larga escala é um problema em aberto em Cosmologia. Há um consenso de que a variedade de estruturas observadas tais como galáxias e aglomerados de galáxias tiveram origem a partir de pequenas flutuações do fluido cósmico possivelmente geradas durante a época inflacionária na era dominada pela matéria. Os estágios iniciais da evolução destas flutuações são descritas pela teoria de Jeans resultante da aproximação linear das equações hidrodinâmicas. Basicamente, a instabilidade devido à ação do campo gravitacional induz à existência de dois tipos de modos perturbativos: os modos instáveis que crescem, e os estáveis que oscilam como ondas sonoras. A distinção entre estes modos depende se o comprimento de onda de um determinado modo perturbativo é maior ou menor que um comprimento de onda típico conhecido como o comprimento de Jeans. Eventualmente, o crescimento dos modos instáveis quebra a aproximação e efeitos não-lineares tornam-se cruciais para a formação de estruturas. Neste sentido, nosso objetivo é estudar o problema não-linear de formação de estruturas em um Universo em expansão dominado pela matéria considerando uma extensão consistente da teoria linear de Jeans. Uma aproximação por sistema dinâmico é fornecida pelo método de Galerkin usado para integrar as equações dinâmicas do fluido auto-graviante. Conseqüentemente é exibido o comportamento dos modos perturbativos instáveis e estáveis do fluido cósmico além do regime linear anterior à formação de estruturas. Nós também consideramos consistentemente a influência da viscosidade ao invés de introduzi-la de um modo artificial como no modelo de Adesão. / The formation of large scale structure is an outstanding problem in Cosmology. It is a consensus that the observed variety of structures such as galaxies and clusters of galaxies have originated from small fluctuations of the cosmic fluid possibly generated during the inflationary epoch-in the matter dominated era. The early stages of evolution of these fluctuations are described by the Jeans theory resulting from the linear approximation of the hydrodynamical equations. Basically, the instabilities due the action of the gravitational field induce the existence of two types of perturbativo modes: the unstable modes that grow, and the stable one that oscillate as sound waves. The distinction between these modes depend son whether the wave length of a given perturbativo mode is greater or smaller than atypical wave-length known as the Jeans length. Eventually, the growth of the unstable modes breaks the linear approximation and nonlinear effects turn out to be crucial for the formation of structures. In this vein, our objective here is to study the problem of nonlinear structure formation in a matter dominated expanding universe considering a consistent extension of the linear Jeans theory. A dynamical system approach is provided by the Galerkin method used to integrate the self-gravitating fluid dynamical equations. Therefore, the behavior of the unstable and stable perturbative modes of the cosmic fluid are exhibited beyond the linear regime prior the formation of structures. We have also considered the influence of viscosity consistently rather than introducing it in an artificial way as in the Adhesion Model.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:UERJ:oai:www.bdtd.uerj.br:236 |
| Date | 13 July 2006 |
| Creators | Carlos Pereira Leta |
| Contributors | Henrique Pereira de Oliveira, Reinaldo Roberto Rosa, James Ewan Faskin Skea, Maria Auxiliadora Delgado Machado |
| Publisher | Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Programa de Pós-graduação em Física, UERJ, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ, instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro, instacron:UERJ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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