Um estudo das perturbações não lineares em modelos cosmológicos alternativos

Resumo

Neste projeto estudaremos um conjunto de teorias que compreendem vários modelos cosmológicos alternativos [e.g., f (R), KGB, Scalar-Vector-Tensor (SVT)]. As pesquisas teóricas que têm sido desenvolvidas deram ênfase às perturbações lineares. Embora existam trabalhosque estudaram perturbações não lineares, esses estiveram focados no modelo padrão da cosmologia. Aqui nós queremos desenvolver ferramentas para a pesquisa de modelos cosmológicos alternativos, além da ordem linear. Nas últimas décadas os pesquisadores fizeram grandes avanços no estudo das perturbações não lineares teoricamente e numericamente. As simulações a grande escala do universo agora são uma ferramenta de grande utilidade para os pesquisadores. Embora as simulações N-body sejam muito importantes para entender a formação de estruturas não lineares, poucos códigos incluem efeitos relativísticos. Além disso, esses códigos se enfocam no modelo padrão. A presente proposta de pesquisa levará em consideração as seguintes linhas de orientação: modelagem cuidadosa, análises estatísticas versáteis, e modelos fisicamente sólidos. Nosso alvo é pesquisar aquilo que poderia estar causando a expansão acelerada do universo. Estudaremos modelos cosmológicos que são plausíveis, mas receberam pouca atenção nos últimos anos. A proposta se enfoca em desenvolver ferramentas para o calculo de propriedades estatísticas dos observáveis neste tipo de modelos até segunda ordem nas perturbações, incluindo efeitos relevantes em análises de experimentos futuros. O meu plano é implementar modelos cosmológicos em solucionadores Boltzmann. Finalmente faremos análises estatísticas Bayesianas (p.ex., likelihood-base e likelihood-free) com os dados disponíveis e também predições do funcionamento de experimentos futuros. Meus objetivos são: 1. estudar cenários cosmológicos alternativos onde a matéria escura interage com a energia escura principalmente em escalas pequenas, teorias Hordeski, e teorias SVT. O objetivo principal é determinar se esses modelos podem explicar a expansão acelerada do universo levando em conta os dados disponíveis e os experimentos futuros; 2. aprofundar meu conhecimento sobre as ondas gravitacionais, análise de dados, estatística, desenvolvimento de software, teoria de perturbações cosmológicas da segunda ordem, modelos cosmológicos alternativos, solucionadores Boltzmann, simulações N- body, e observáveis em cosmologia. Além disso espero melhorar minhas capacidades de liderar projetos e orientar estudantes (p. ex., estudantes de doutorado). (AU)