Cosmologia na teoria de Visser

• Ano de defesa: 2006
• Autor(a) principal: Márcio Eduardo da Silva Alves
• Orientador(a): Oswaldo Duarte Miranda, José Carlos Neves de Araujo
• Banca de defesa: Jorge Ernesto Horvath
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Astrofísica
• País: BR
• Resumo em Inglês: The advent of observational cosmology has led us to conclude that only 4% of whole Universe is composed by known matter (baryons). On the other hand 23% comes from a kind of non barionic dark matter. Moreover the cosmic dynamics is almost fully dominated by the so called dark energy (usually considered a kind of fluid), which corresponds to 73% of the energy density of the cosmos. In the last years, a lot of proposals arises in order to explain such a fluid, while many alternative gravitational theories have been developed aiming to lead us to know more about the physics laws. In this work we review a parametric equation of state of such fluids, which imply on models with accelerated expansion where the cosmological constant is a particular case. We then present the gravitational theory proposed by M. Visser. Such alternative theory assumes that the graviton is massive. In his theory, Visser uses a non-dynamic background metric in order to construct a tensor, which is necessary to take in account a massive graviton. In the non-relativistic limit, the potential is non-Newtonian, it is instead Yukawian. Some studies about orbital motions in the solar system (using this kind of potential) give an upper limit to the graviton mass of mg < 10-54 g. Under the radiative regime, massive gravitons produce dispersive gravitational waves and introduce new polarization states which are not found in the GR. So, future detections of gravitational radiation will offer new tests to GR and to the alternative theories of gravity. In particular, our results show the possibility to constrain the graviton mass through a cosmological model that results from this bimetric theory. Although the graviton has an apparently negligible mass, our aim is to show that the theory may lead us to a consistent cosmological model, which explains the current observational data without dark energy (and maybe without dark matter).
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/MTC-m13@80/2006/12.20.18.30

O advento da cosmologia observacional tem nos levado à conclusão de que apenas 4% do Universo é constituído pela matéria conhecida (bárions). Por outro lado 23% correspondem à matéria escura não bariônica, enquanto o domínio da dinâmica cósmica foi legado à, assim chamada, energia escura (geralmente considerada um tipo de fluido), correspondendo a 73% da densidade de energia de todo o cosmos. Nos últimos anos, surgiram muitas propostas para tal fluido, paralelamente desenvolvem-se teorias de gravitação alternativas à Relatividade Geral (RG) no intuito de nos levar a uma melhor compreensão das leis físicas. No presente trabalho revisamos fluidos que nos permitem obter modelos com expansão acelerada através da parametrização de suas equações de estado, onde a constante cosmológica é um caso particular. A seguir apresentamos as bases da teoria de gravitação de M. Visser, uma teoria alternativa que admite a hipótese de grávitons massivos em contraponto à RG. Em sua teoria, Visser acrescenta uma métrica de fundo não dinâmica que entra na construção do tensor responsável pela inserção da massa do gráviton. No limite não relativístico, o potencial não é mais Newtoniano, mas sim do tipo Yukawa. Estudos do movimento planetário no sistema solar, utilizando um potencial desse tipo, nos levam ao limite mg < 10-54 g. No regime radiativo, grávitons massivos implicam na dispersão das ondas gravitacionais e surgem estados de polarização adicionais que não encontramos na RG. Dessa forma, as futuras detecções da radiação gravitacional constituem-se novos testes para a RG e teorias alternativas. Nossas análises nos mostram a possibilidade de impor limites para a massa do gráviton através do modelo cosmológico resultante dessa teoria bimétrica que estejam em concordância com os dados observacionais. Mesmo com um gráviton com massa aparentemente desprezível, nosso intuito é mostrar que a teoria pode nos levar a um modelo cosmológico consistente que explique os atuais dados observacionais sem a necessidade de energia (e talvez de matéria) escura.