Cosmologias com decaimento do vácuo: modelos e teste observacionais

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Macedo, Hogle Alexfer Prudente [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Modelos cosmológicos; Vácuo quântico; Energia escura; Interação de matéria escura e vácuo; Problema da coincidência; Problema da constante cosmológica; Cosmologia; Energia escura (Astronomia); Matéria escura (Astronomia); Cosmological models; Quantum vacuum; Dark energy; Interaction of dark matter and vacuum; Coincidence problem; Cosmological constant problem
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/257952

Problemas do modelo de concordância cósmica $\Lambda$CDM, como o problema da constante cosmológica, problemas de coincidência e a tensão de Hubble, levaram a muitas alternativas propostas, como o $\Lambda(t)$CDM, onde o agora chamado termo cosmológico $\Lambda$, permite-se variá-lo no tempo devido a uma interação entre a matéria e energia do vácuo. Aqui, analisamos diferentes classes de modelos, com $\Lambda=\alpha'a^{-2}+\beta H^2+\lambda_*$ e seus derivados, com os termos presentes na equação baseados em argumentos dimensionais a serem definidos. As classes de modelos partem da equação mencionada anteriormente, com os modelos derivados sendo $\Lambda_1$ (onde $\lambda_{*} = 0$), $\Lambda_2$ (onde $\beta = 0$), $\Lambda_3$ (onde $\alpha^{\prime} = 0$), e o modelo geral sem nenhum termo igual a zero, denominado por $\Lambda_g$. Usando dados de SNe Ia, cronômetros cósmicos e vínculos sobre $H_0$ a partir do SH0ES e do satélite Planck, vinculamos os parâmetros livres desta classe de modelos, e os qualificamos conforme o BIC. Ao usar as informações prévias do Planck sobre $H_0$, concluiu-se que o termo $\lambda_*$ não pode ser descartado por essa análise, desfavorecendo, assim, os modelos apenas com os termos variáveis no tempo, como o $\Lambda_1$, já com a informação prévia do SH0ES sobre $H_0$ tem uma evidência fraca nessa direção. Ao usar informações prévias de distância da CMB (do inglês \textbf{\textit{Cosmic Microwave Background}}, Radiação Cósmica de Fundo de Micro-ondas), a dependência temporal de $\Lambda$ foi bastante restrita nos modelos $\Lambda_g$, $\Lambda_2$ e $\Lambda_3$, exceto no $\Lambda_1$ pois não foi possível vinculá-lo. Em resumo, o modelo $\Lambda_1$ destaca-se como único no sentido de permitir exclusivamente que o vácuo decaia em matéria em grande parte da evolução cósmica, onde só recentemente acontece uma transição, enquanto os outros modelos apresentam uma margem para essa interação, assim possibilitando a resolução do Problema da Constante Cosmológica. No que diz respeito ao Problema da Coincidência, apenas o $\Lambda_1$ não alivia, enquanto os demais modelos mostram-se como boas opções, já que todos permitem decaimento da vácuo no passado. Quanto à Tensão do $H_0$, nenhum dos modelos agrava a discrepância existente. Considerando os recentes resultados para o Modelo do Vácuo Dinâmico, é interessante explorar mais a fundo a evolução da Equação de Estado do vácuo ao longo da história cósmica. De modo geral, conclui-se que os modelos $\Lambda(t)$CDM mostram-se como candidatos promissores para resolver diversos problemas cosmológicos do modelo padrão.