Aspectos de cosmologia e gravitação não local
Carregando...
Notas
Data
Autores
Orientadores
Editores
Coorientadores
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Lavras
Faculdade, Instituto ou Escola
Departamento
Departamento de Física
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Física
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
A teoria da Relatividade Geral tem sido confirmada experimentalmente por diversos resultados
desde a sua proposta em 1915. No entanto, sabe-se que esta teoria tem seu limite de validade,
não sendo aplicada a escalas de comprimento muito pequenas e tempos iniciais do universo
e não fornece uma explicação para a expansão acelerada do universo. Ainda não há uma interpretação
satisfatória para a origem da constante cosmológica nas equações de campo, que
descrevem esta expansão acelerada no modelo cosmológico LCDM. Apesar deste modelo ser
o mais aceito atualmente, é necessário postular a existência de energia escura para que os resultados
experimentais estejam de acordo com o previsto pela Relatividade Geral. Devido a estas
e outras questões em aberto, diversas teorias têm sido propostas para modificar minimamente a
teoria gravitacional de Einstein, como por exemplo, teorias f (R), teorias que não obedecem a
condição de metricidade e teorias não locais. Neste trabalho discutiremos os conceitos físicos e
matemáticos fundamentais da gravitação e cosmologia, baseados na Relatividade Geral. Apresentaremos
o conceito de não localidade em teorias físicas por meio de exemplos da mecânica
quântica, eletrodinâmica e uma discussão sobre gravitação não local. Apresentaremos também
uma discussão sobre operadores não locais e se o princípio de causalidade é violado pela presença
de termos não locais em uma ação efetiva quântica. Discutiremos o modelo de gravidade
não local de Deser-Woodard, que modifica minimamente a ação de Einstein-Hilbert por meio
de termos não locais inspirados por correções quânticas da ação efetiva. Este modelo foi proposto
em 2019 com o objetivo de explicar a expansão acelerada do universo, sem a necessidade
de introduzir a constante cosmológica na ação. Analisaremos as soluções perturbativas deste
modelo, as quais permitem uma comparação dos resultados teóricos com dados experimentais,
para a constante gravitacional de Newton efetiva e para a taxa de crescimento de estruturas fs8.
Aplicaremos o modelo de Deser-Woodard para a descrição do universo com ricochete (bouncing)
obtendo soluções exatas e numéricas para os campos auxiliares, que contém a informação
não local. O resultado desta análise indica a viabilidade de uma conexão entre o universo com
ricochete e o modelo LCDM, feita com base na cosmologia não local.
Abstract
The General Theory of Relativity has been confirmed experimentally by several results since its
proposal in 1915. However, it is known that this theory has its validity limit, not being applied
to very small length scales and initial times of the universe and does not provide an explanation
for the accelerated expansion of the universe. There is still no satisfactory interpretation for the
origin of the cosmological constant in the field equations, which describes this expansion in the
LCDM cosmological model. Although this model is the most accepted today, it is necessary to
postulate the existence of dark energy so that the experimental results are in accordance with
the predicted by General Relativity. Due to these and other open questions, several theories
have been proposed to minimally modify Einstein’s gravitational theory, such as f (R) theories,
non metricity theories and nonlocal theories. In this work we will present the fundamental
physical and mathematical concepts of gravitation and cosmology, based on General Relativity.
We will present the concept of non-locality in physical theories, through examples of quantum
mechanics, electrodynamics and a discussion of non-local gravitation. We will also present a
discussion about non-local operators and whether the principle of causality is violated by the
presence of non-local terms in an effective quantum action. We will discuss the modified gravity
model of Deser-Woodard, which minimally modifies the Einstein-Hilbert action, through nonlocal
terms inspired by quantum corrections of effective action. This model was proposed
in 2019 in order to explain the accelerated expansion of the universe, without cosmological
constant. We will analyze the perturbative solutions of this model, which allow a comparison
between theoretical and experimental data for the effective Newtons’s gravitational constant
and the growth rate of structures fs8. We will apply the Deser-Woodard model to bouncing
universe, finding exact and numerical solutions for the auxiliary fields, which contain non-local
information. The results of this analysis show a feasibility of a connection between the bouncing
universe and the LCDM model, based on non-local cosmology.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
ISBN
DOI
Citação
OLIVEIRA, D. J. de. Aspectos de cosmologia e gravitação não local. 2021. 107 p. Dissertação (Mestrado em Física) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.