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Decaimento do vácuo, inflação morna e conexões com o atual estágio acelerado do universo: aspectos conceituais e testes observacionais

Processo: 12/09380-8
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de julho de 2012
Vigência (Término): 30 de junho de 2015
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física
Pesquisador responsável:Jose Ademir Sales de Lima
Beneficiário:Leila Lobato Graef
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Cosmologia (astronomia)   Inflação cósmica   Termodinâmica

Resumo

O atual modelo cosmológico de concordância cósmica ainda possui diversas dificuldades conceituais a serem resolvidas. Dentre elas podemos citar a existência de ajustes finos necessários tanto nos modelos de inflação, que descrevem a expansão acelerada do universo nos seus primórdios, quanto no modelo descrevendo o presente estado de expansão acelerada do universo. No novo cenário inflacionário, por exemplo, é difícil conciliar um período de expansão acelerada com o posterior reaquecimento do universo, pois isto requer um ajuste fino expremo nos parâmetros da teoria. Uma possibilidade para resolver tal problema são os cenários de inflação morna (warm inflation), onde mecanismos de dissipação de energia são considerados durante a fase inflacionária. Tal cenário tem se revelado extremamente robusto e capaz de solucionar problemas que outras variantes inflacionárias se propunham a resolver. No projeto em questão nos propomos a investigar como os processos fora de equilíbrio termodinâmico afetam a taxa de expansão nos diferentes estágios do universo e, em especial, como tais processos influenciam no período inflacionário, com ênfase no cenário de inflação morna. Analisaremos também uma possível relação entre o período inflacionário do universo primordial e a atual taxa de expansão acelerada do universo. Calcularemos as flutuações de densidade geradas neste cenário e os resultados obtidos serão comparados com dados da radiação cósmica de fundo e da estrutura de larga escala, de modo a podermos distinguir e vincular os diferentes modelos de inflação morna. Discutiremos também o comportamento estocástico da inflação morna do ponto de vista de viscosidades mais realistas, utilizando por exemplo, mecanismos que introduzem viscosidades dependentes do tempo e/ou ruídos coloridos na equação de Langevin. Finalmente, numa linha de desenvolvimento estreitamente relacionada, investigaremos uma possível equivalência física entre modelos fenomenológicos com decaimento do vácuo e criação gravitacional de partículas e sua provável conexão com cenários de inflação morna. (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
GRAEF, L. L.; BRANDENBERGER, R. Breaking of spatial diffeomorphism invariance, inflation and the spectrum of cosmological perturbations. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, n. 10 OCT 2015. Citações Web of Science: 5.
GRAEF, L. L.; BRANDENBERGER, R. A note on trans-Planckian tail effects. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, n. 9 SEP 2015. Citações Web of Science: 0.
GRAEF, L. L.; COSTA, F. E. M.; LIMA, J. A. S. On the equivalence of Lambda(t) and gravitationally induced particle production cosmologies. Physics Letters B, v. 728, p. 400-406, JAN 20 2014. Citações Web of Science: 20.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
GRAEF, Leila Lobato. Cenários unificados para a expansão acelerada do Universo. 2015. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Física São Paulo.

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