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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.43.2020.tde-03022020-235305
Documento
Autor
Nome completo
Fabrizio Fogaça Bernardi
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Abdalla, Elcio (Presidente)
Bertuzzo, Enrico
Fabris, Julio Cesar
Melgar, Bertha María Cuadros
Queiroz, Farinaldo da Silva
Título em português
Modelos de energia escura acoplada à matéria escura
Palavras-chave em português
análise dinâmica
energia escura
matéria escura
potencial meta- estável
teoria de horndeski.
Resumo em português
Analisamos um modelo de quintessência acoplada para a energia escura à luz da teoria dos sistemas dinâmicos lineares, no caso de duas interações diferentes: i) pro- porcional à densidade de energia da energia escura e ii) proporcional à soma das densidades de energia da matéria escura e da energia escura. Os resultados aqui apre- sentados ampliam as análises anteriores, onde o termo de interação era dado por um termo proporcional apenas à densidade de energia da matéria escura. No primeiro caso é possível obter a sequência bem conhecida das eras cosmológicas. Para a segunda in- teração apenas a era da radiação e a era da energia escura podem ser descritas pelos pontos fixos. Portanto, do ponto de vista da teoria de sistemas dinâmicos, a interação proporcional à soma da densidade de energia da matéria escura e energia escura não descreve o universo onde vivemos. Usando um modelo de energia escura metaestável em que a energia do vácuo obser- vada é o valor do potencial escalar no vácuo falso, calculou-se o tempo de decaimento do vácuo metaestável. Este tempo de decaimento é compatível com a idade do uni- verso. A energia escura metaestável também é incorporada a um modelo com simetria SU (2) R . O dubleto de energia escura e a matéria escura interagem naturalmente entre si. Utilizando as equações de Boltzmann perturbadas é possível encontrar a evolução de cada partícula escura para essa interação. Considerando uma combinação particular de termos na Lagrangeana de Horndeski sem uma constante cosmológica ou setor de matéria, esperamos obter um fluido cós- mico unificado efetivo, com uma equação de estado efetiva. Vamos calcular se a equa- ção de estado reproduz a seqüência das eras cosmológicas e comparar os parâmetros da teoria com o forecast do radio telescópio BINGO.
Título em inglês
Dark energy coupled to dark matter models
Palavras-chave em inglês
dark energy
dark matter
dynamic analysis
metastable potential, Horndeski theory.
Resumo em inglês
We analyze the coupled quintessence in the light of the linear dynamical systems theory, with two different interactions: i) proportional to the energy density of the dark energy and ii) proportional to the sum of the energy densities of the dark matter and dark energy. The results presented here enlarge the previous analyses in the literature, wherein the interaction term was proportional to the energy density of the dark matter only. In the first case it is possible to get the well-known sequence of cosmological eras. For the second interaction only the radiation and the dark energy era can be described by the fixed points. Therefore, from the point-of-view of the dynamical system theory, the interaction proportional to the sum of the energy densities of the dark matter and dark energy does not describe the universe we live in. Using a model of metastable dark energy in which the observed vacuum energy is the value of the scalar potential at the false vacuum, the decay time of the metastable vacuum was calculated. It is compatible with the age of the universe. The metas- table dark energy is also embedded into a model with SU (2) R symmetry. The dark energy doublet and the dark matter doublet naturally interact with each other. Using the perturbated Boltzmann equation it is possible to find the evolution of each dark particle for this interaction. Considering a particular combination of terms in the Horndeski Lagrangian in which we have not introduced a cosmological constant or a matter sector, we hope to obtain an effective unified cosmic fluid, with an effective equation of state. Well calculate if the equation of state reproduces the sequence of cosmological eras and compare the parameters of the theory with the forecast of the BINGO radio telescope.
 
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Data de Publicação
2020-02-05
 
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