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Gravitação e cosmologia: perturbações, fenomenologia e resultados exatos

Processo: 06/07148-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de março de 2007 - 31 de agosto de 2011
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física das Partículas Elementares e Campos
Pesquisador responsável:Elcio Abdalla
Beneficiário:Elcio Abdalla
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Pesquisadores principais:Antonio Lima Santos
Pesq. associados:Carlos Molina Mendes
Auxílios(s) vinculado(s):11/08675-1 - Gravitação e cosmologia: perturbações, fenomenologia e resultados exatos, AV.EXT
Bolsa(s) vinculada(s):11/11365-4 - Teorias cosmológicas de matéria e energia escuras, BP.PD
10/02450-5 - Matrizes de reflexão com simetria U_{q}[osp(2n,2m)], BP.MS
10/02295-0 - Conexões entre termodinâmica generalizada e perturbações em torno de buracos de minhoca, BE.PQ
+ mais bolsas vinculadas 10/08948-5 - Novos buracos negros regulares eletricamente carregados e quaseburacos negros, BE.PQ
10/02421-5 - Gravitação e cosmologia: perturbações cosmológicas e formação de estruturas em modelos de teoria de campos em matéria e energia escuras, BP.DR
09/01616-0 - Perturbações de mini buracos negros em dimensões maior do que quatro, BP.PD
08/06074-8 - Natureza e distribuição da matéria escura em galáxias, BP.PD - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Gravitação  Cosmologia física  Energia escura  Teoria das cordas  Buracos negros  Fenomenologia (física de partículas) 

Resumo

Nossos interesses em Teoria da Gravitação, Cosmologia e Teorias de Cordas continuam sendo atuais. Os problemas não se modificaram em essência nos últimos cinco anos. Deste modo, o projeto abaixo dá continuidade à procura de métodos perturbativos em Teoria da Gravitação, à questão da Teoria de Cordas, agora mais claramente ligada aos modelos integráveis que bem conhecemos e à questão da Matéria Escura e da Energia Escura, mais claramente formulados que há quatro anos e com métodos melhores e mais potentes. A Relatividade Geral tem se mostrado a teoria mais adequada para a descrição dos fenômenos gravitacionais em escala astrofísica. Ela é aplicada com sucesso numa vasta classe de situações, desde a descrição de estrelas isoladas, em distâncias típicas do sistema solar, até a cosmologia, que lida com as maiores distâncias possíveis de serem observadas. O estudo de perturbações em Relatividade Geral é um formidável instrumento para estudar problemas concretos e compreender desde a estrutura de objetos astrofísicos (onde são previstas, entre outros fenômenos, ondas gravitacionais), até a possibilidade de se descrever processos físicos no início do Universo, permitindo-nos apreciar a maior parte da história cósmica. Em particular, o fato de vários experimentos relacionados à observação de ondas gravitacionais estarem encaminhados (em particular um deles no Brasil) é sobremaneira auspicioso para nosso projeto. A Gravitação Quântica, por outro lado, nos permite falar sobre a Teoria Unificada de todas as interações, além de tornar possível a compreensão da questão da própria formação da expiosão inicial, o que não pode ser feito apenas dentro do contexto da Relatividade Geral. Neste caso, a Teoria de Cordas é que deve ser formulada de modo a podermos testar sua validade. Um dos problemas mais importantes neste contexto é o da constante cosmológica, extremamente pequena, mas que explicaria o Universo em expansão acelerada, conforme foi verificada através da observação de supernovas. Deste modo, buscamos a compreensão de questões envolvendo a Teoria da Gravitação de Einstein e sua quantização, assim como aplicações destas e de teorias de campos em contextos cosmológicos. O estudo das ondas gravitacionais está intimamente ligado à previsão da evolução temporal de pequenas perturbações no campo gravitacional de uma estrela, de um buraco negro ou de um objeto astrofísico grande. Ou ainda, conforme temos estudado mais recentemente, as ondas gravitacionais podem vir, de modo mais efetivo, de processos dependentes do tempo, como a acreção de massa em um Buraco Negro ou a fusão de duas estrelas de nêutrons. Finalmente, temos estudos relacionados à observação de mini-buracos negros previstos para a próxima geração de aceleradores de partículas, o LHC ({it Large Hadron Collider}), no CERN, Genebra. Por outro lado, comprovações da Teoria de Cordas através da previsão de fatos observacionalmente importantes são o alvo mais premente a ser alcançado. Para isto, atentamos a soluções que possam desempenhar um papel importante na cosmologia e na formação do universo, assim como em sua descrição como um todo. Hoje isto é feito, de modo geral, através da Teoria das Branas. Uma série de problemas se colocam, apresentando-se ao mesmo tempo como questões e como propostas, como por exemplo a questão se há atalhos para ondas gravitacionais através de caminhos fora de nosso universo. (AU)