Soluciones de Einstein de materia y energía oscura asintóticamente de Sitter

• Autores: Sánchez García, Iván Eduardo
• Año de publicación: 2015
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Santillán, Osvaldo Pablo
• Materia: TRANSFORMACIONES INVARIANTES DE FORMA; CAMPO DE TAQUIONES; PERTURBACIONES COSMOLOGICAS; INTERACCION; MATERIA Y ENERGIA OSCURA; FORM-INVARIANCE TRANSFORMATIONS; TACHYON FIELD; COSMOLOGICAL PERTURBATIONS; INTERACTION; DARK MATTER AND DARK ENERGY
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En esta tesis, se han investigado modelos cosmológicos con y sin interacción en el sector oscuro, en la métrica espacialmente plana de Friedmann-Robertson-Walker. En primer lugar, se ha trabajado con un grupo de transformacionesde simetría interna, que preserva la forma de las ecuaciones de Einstein, yque permiten relacionar magnitudes características de un fluido, como su densidadde energía y presión, con magnitudes geométricas como la tasa de expansión. Hemosutilizado estas transformaciones para construir cosmologías de taquiones fantasmasy complementarios a partir de taquiones estándar. Es decir, las transformaciones deinvariancia de forma (TIF) generan nuevas cosmologías a partir de una conocida, quedenominaremos "semilla"; en particular aplicamos las TIF al taquión ordinario y se obtuvieron dos especies de taquiones conocidos, como el taquión fantasma y el complementario. Hemos mostrado que las TIF nos permiten pasar de una cosmología noestable a una estable y vice versa. Además, hemos aplicado estas transformaciones,a modo de ejemplo, a un potencial que va como el inverso del campo al cuadrado, V ∝ ∅² y generado todo el campo de taquiones extendidos. También, calculamos elespectro de potencia del campo gravitatorio para un tipo particular de taquión conconstante cosmológica y lo comparamos con el modelo ΛCDM. Hemos encontrado,que el espectro de potencias del taquión estándar con constante cosmológica, difiereen varios órdenes de magnitud con el modelo de concordancia. En el caso del campode taquiones complementario con constante, coincide con dicho modelo cuando elíndice barotrópico toma el valor γ0= 1,91. Por otro lado, hemos considerado dosmodelos, en donde interactúan materia y energía oscura, más un término de radiación y otro de bariones desacoplados. Hallamos la densidad de energía del sectoroscuro y la densidad de energía total en función del corrimiento al rojo z. Hemosaplicado el método estadístico de Χ² a la base de datos de la función Hubble pararestringir los parámetros del modelo y analizar su validez, comparando ambos modeloscon el modelo ΛCDM. También, incluimos el término de radiación desacopladopara analizar el comportamiento de la energía oscura de los modelos, en la era de recombinación, y examinar su cantidad en la época dominada por la radiación. Hemosobtenido que los modelos satisfacen la estricta cota Ωx(z ≈ 1100) < 0;009 a 2σ, porlo que son consistentes con los análisis recientes, de las mediciones de anisotropíade la radiación cósmica de fondo (RCF), hechos por Planck. Además, son consistentescon las futuras cotas que podrían alcanzarse con los experimentos Euclid y CMBPol. Ambos modelos también cumplen la severa cota Ωz(z ≈ 10¹°) < 0,04 a 2σ de la época de nucleosíntesis del "Big Bang". También, se estimó la edad actualdel universo y se examinó el problema de la edad cósmica, a grandes corrimientosal rojo, asociado con el antiguo quasar APM 08279 + 5255.
In this thesis, we have investigated certain cosmological models withand without interaction in the dark sector, considering a spatially at metric of Friedmann-Robertson-Walker type. First we illustrated how form-invariance transformations (FITs) can be used to construct phantom and complementary tachyoncosmologies from standard tachyon field universes. We show how these transformationsact on the Hubble expansion rate, and the energy density and pressure of thetachyon field. Then we use the FIT to generate three different families of the tachyonfield. In other words, the FIT generates new cosmologies from a known \\seed" one;in particular, we apply the FIT to the ordinary tachyon field to obtain two types oftachyon species, denoted as the phantom and complementary tachyons. We see thatthe FIT allows us to pass from a nonstable cosmology to a stable one and vice versa. Finally, as an example, we apply the transformations to an inverse-square potential, V ∝ ∅², and we are able to generate the extended tachyon field. In addition, we usethe power spectrum of the gravitational potential to compare a particular tachyonfield with a cosmological constant model, for different barotropic indexes γ0, withthe well studied ΛCDM model. For this purpose we solve the differential equationthat describes the perturbations numerically and plot the power spectrum at a = 1for each case. We find that the power spectrum of the standard tachyon field differsin many magnitude orders from the ΛCDM. Nevertheless the one with γ0= 1,91,which corresponds to a complementary tachyon field, coincides with the concordancemodel. Therefore, we conclude that this is a effective method to distinguish betweenthe different γ0 values for the tachionization ΛCDM model and the fiducial model. On the other hand, we investigate two cosmological scenarios with two interactingcomponents, dark matter and variable vacuum energy (VVE) densities, plus twodecoupled components, one is a baryon term while the other behaves as a radiationcomponent, and compare these models with the ΛCDM model. We consider a linearinteraction in the derivative dark component density. We apply the Χ² methodto the observational Hubble data for constraining the cosmological parameters andanalyze the amount of dark energy in the radiation era for the models. It turns outthat our models fulfills the severe bound of Ωx(z ≈ 1100) < 0;009 at 2σ level, sois consistent with the recent analysis that includes cosmic microwave backgroundanisotropy measurements from Planck survey, the future constraints achievable by Euclid and CMBPol experiments, reported for the behavior of the dark energy atearly times, and fulfills the stringent bound Ωz(z ≈ 10¹°) < 0,04 at 2σ level in thebig-bang nucleosynthesis epoch. We also examine the cosmic age problem at highredshift associated with the old quasar APM 08279+5255 and estimate the age ofthe universe today for each model.
Fil: Sánchez García, Iván Eduardo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.