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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.14.2010.tde-13072010-160841
Document
Author
Full name
Felipe Andrade Oliveira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2010
Supervisor
Committee
Lima, José Ademir Sales de (President)
Opher, Reuven
Pinto Neto, Nelson
Title in Portuguese
Reduzindo o setor escuro do Universo: uma nova cosmologia acelerada com criação de matéria escura fria
Keywords in Portuguese
aceleração do universo
criação de partículas
Energia Escura
Matéria Escura
Abstract in Portuguese
Nesta dissertação nós propomos uma nova cosmologia relativística acelerada cujo conteúdo material é composto apenas por bárions e matéria escura fria. A não existência de uma componente de energia escura implica que nosso cenário é baseado numa redução do chamado setor escuro do universo. Neste modelo, o presente estágio acelerado é determinado pela pressão negativa descrevendo a produção de partículas de matéria escura fria induzida pelo campo gravitacional variável do universo. Para um universo espacialmente plano ($\Omega _ + \Omega _b = 1$), como previsto pela inflação, este tipo de cenário possui somente um parâmetro livre e a equação diferencial governando a evolução do fator de escala é exatamente a mesma do modelo $\Lambda$CDM. Neste caso, encontramos que o parâmetro efetivo de densidade de matéria é $\Omega_= 1 - \alpha$, onde $\alpha$ é um par\^metro constante ligado à taxa de criação de matéria escura fria. Aplicando um teste estatístico $\chi^2$ para os dados de Supernovas do tipo Ia (Union Sample 2008), limitamos os par\^metros livres do modelo nos casos espacialmente plano e com curvatura. Em particular, encontramos que para o caso plano $\alpha \sim 0.71$, de forma que $\Omega_ \sim 0.29$, como tem sido inferido independentemente por lentes gravitacionais fracas, estrutura de grande escala, radiação cósmica de fundo e outras observações complementares.
Title in English
Reducing the Dark Sector of the Universe: A New Accelerating Cosmology with Cold Dark Matter Creation
Keywords in English
Accelerating Universe
Dark Energy
Dark Matter
Particle Creation
Abstract in English
In this dissertation we propose a new accelerating relativistic cosmology whose matter content is composed only by baryons and cold dark matter. The nonexistence of a dark energy component implies that our scenario is based on a reduction of the so-called dark sector of the Universe. The present accelerating stage in this model is powered by the negative pressure des\-cribing the cold dark matter particle production induced by the variable gravitational field of the Universe. For a spatially flat universe ($\Omega _ + \Omega _b = 1$), as predicted by inflation, this kind of scenario has only one free parameter and the differential equation governing the evolution of the scale factor is exactly the same of the $\Lambda$CDM model. In this case, we find that the effectively observed matter density parameter is $\Omega_ = 1 - \alpha$, where $\alpha$ is a constant parameter related to the cold dark matter creation rate. By applying a $\chi^2$ statistical test for Supernovae type Ia data (Union Sample 2008), we constrain the free parameters of the model for spatially flat and curved cases. In particular, to the flat case we find $\alpha \sim 0.71$, so that $\Omega_ \sim 0.29$, as independently inferred from weak gravitational lensing, large scale structure, cosmic background radiation, and other complementary observations.
 
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DissertacaoVF.pdf (1.02 Mbytes)
Publishing Date
2013-07-05
 
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