Efeitos das inomogeneidades da matéria em Cosmologias Aceleradas

Santos, Rose Clívia

Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/16647

Título:	Efeitos das inomogeneidades da matéria em Cosmologias Aceleradas
Autor(es):	Santos, Rose Clívia
Orientador:	Lima, José Ademir Sales de
Palavras-chave:	Energia escura;Matéria escura;Testes cinemáticos;Supernovas tipo Ia;Problemas da idade;Lentes gravitacionais;Distância de ZKDR;Dark energy;Dark substance;Kinematic tests;Supernovas type Ia;Problems of the age;Gravitational lenses;Distance of ZKDR
Data do documento:	23-Mai-2007
Editor:	Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Referência:	SANTOS, Rose Clívia. Efeitos das inomogeneidades da matéria em Cosmologias Aceleradas. 2007. 198 f. Tese (Doutorado em Física da Matéria Condensada; Astrofísica e Cosmologia; Física da Ionosfera) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2007.
Resumo:	Os recentes avanços observacionais da Astronomia e um arcabouço teórico cada vez mais consistente, transformaram a Cosmologia numa das mais excitantes áreas da ciência contemporânea. Nesta tese, modelos homogêneos e inomogêneos contendo matéria escura e diferentes tipos de energia escura são confrontados com dados observacionais recentes. Inicialmente, analisamos os vínculos oriundos da existência de objetos velhos em altos redshifts, Supernovas do tipo Ia e fração de massa do gás em aglomerados de galáxias para 2 classes distintas de modelos homogêneos: decaimento do vácuo e X(z)CDM. Considerando o quasar APM 08279 + 5255, em z = 3, 91 e idade entre 2 - 3 bilhões de anos, obtemos 0,2 < ΩM < 0,4 enquanto o parâmetro (3, quantificando a contribuição de A(t), está restrito ao intervalo 0,07 < β < 0,32; implicando numa idade mínima para o universo de 13,4 bilhões de anos. Um limite inferior para o redshift de formação do quasar (zf > 5,11) foi também obtido. Nossas análises, incluindo modelos planos, fechados e hiperbólicos, mostram que não existe uma crise de idade para esses cenários com A(t). Os testes com dados de SNe Ia e fração de massa do gás foram realizados com modelos do tipo X(z)CDM plano. Para uma equação de estado, w(z) = Wo+WIZ, obtemos como melhor ajuste Wo = -1,25, WI = 1,3 e ΩM = 0,26, enquanto nos models com w(z) = wo+wlz/(l+z), o melhor ajuste é Wo = -1,4, WI = 2,57 e OM = 0,26. Em outra linha de desenvolvimento, discutimos as influências das inomogeneidades observadas considerando a distância de diâmetro angular proposta por Zeldovich-Kantowski-Dyer-Roeder (ZKDR). Aplicando o método estatístico X2 para uma amostra de dados de diâmetros angulares de fontes de rádio compactas, o melhor ajuste para os parâmetros cosmológicos nos modelos XCDM foram 11M = 0,26, ú) = -1,03 e a = 0,9, onde ú) e a são os parâmetros da equação de estado e de aglomeramento, respectivamente. Esses resultados são compatíveis com uma componente do tipo energia fantasma (phantom energy, ú) < -1). Os possíveis espaços bidimensionais associados ao plano (a , 11M) foram também restritos utilizando dados de SN e Ia e fração de massa do gás em aglomerados de galáxias. No teste de Supernovas os parâmetros de interesse estão restritos aos intervalos 0,32 < 11M < 0,5(20') e 0,32 < a < 1,0(20'), enquanto para fração de massa do gás temos 0,18 < 11M < 0,32(20') e todos os valores de a são permitidos. Na análise conjunta envolvendo supernovas e fração de massa do gás foi obtido 0,18 < 11M < 0,38(20'). Em linhas gerais, o presente estudo sugere que a influência das inomogeneidades cosmológicas na distribuição de matéria precisam ser consideradas com mais detalhe ao se analisar os testes cosmológicos. Além disso, o tratamento analítico baseado na distância ZKDR pode fornecer correções importantes para os chamados testes de background em cosmologias do tipo FRW
Abstract:	The recent observational advances of Astronomy and a more consistent theoretical framework turned Cosmology in one of the most exciting frontiers of contemporary science. In this thesis, homogeneous and inhomogeneous Universe models containing dark matter and different kinds of dark energy are confronted with recent observational data. Initially, we analyze constraints from the existence of old high redshift objects, Supernovas type Ia and the gas mass fraction of galaxy clusters for 2 distinct classes of homogeneous and isotropic models: decaying vacuum and X(z)CDM cosmologies. By considering the quasar APM 08279+5255 at z = 3.91 with age between 2-3 Gyr, we obtain 0,2 < OM < 0,4 while for the j3 parameter which quantifies the contribution of A( t) is restricted to the intervalO, 07 < j3 < 0,32 thereby implying that the minimal age of the Universe amounts to 13.4 Gyr. A lower limit to the quasar formation redshift (zJ > 5,11) was also obtained. Our analyzes including flat, closed and hyperbolic models show that there is no an age crisis for this kind of decaying A( t) scenario. Tests from SN e Ia and gas mass fraction data were realized for flat X(z)CDM models. For an equation of state, úJ(z) = úJo + úJIZ, the best fit is úJo = -1,25, úJl = 1,3 and OM = 0,26, whereas for models with úJ(z) = úJo+úJlz/(l+z), we obtainúJo = -1,4, úJl = 2,57 and OM = 0,26. In another line of development, we have discussed the influence of the observed inhomogeneities by considering the Zeldovich-Kantowski-DyerRoeder (ZKDR) angular diameter distance. By applying the statistical X2 method to a sample of angular diameter for compact radio sources, the best fit to the cosmological parameters for XCDM models are OM = O, 26,úJ = -1,03 and a = 0,9, where úJ and a are the equation of state and the smoothness parameters, respectively. Such results are compatible with a phantom energy component (úJ < -1). The possible bidimensional spaces associated to the plane (a , OM) were restricted by using data from SNe Ia and gas mass fraction of galaxy clusters. For Supernovas the parameters are restricted to the interval 0,32 < OM < 0,5(20") and 0,32 < a < 1,0(20"), while to the gas mass fraction we find 0,18 < OM < 0,32(20") with alI alIowed values of a. For a joint analysis involving Supernovas and gas mass fraction data we obtained 0,18 < OM < 0,38(20"). In general grounds, the present study suggests that the influence of the cosmological inhomogeneities in the matter distribution need to be considered with more detail in the analyses of the observational tests. Further, the analytical treatment based on the ZKDR distance may give non-negligible corrections to the so-calIed background tests of FRW type cosmologies
URI:	https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/16647
Aparece nas coleções:	PPGFIS - Doutorado em Física

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