Um estudo sobre modelos cosmológicos com campos escalares não-canônicos - Eunice Valtânia de Jesus Bezerra (2015)
Apesar dos sucessos do Modelo Cosmológico Padrão (MCP) como o paradigma central da Cosmologia moderna, alguns problemas essenciais ainda permanecem como grandes desafios a ser superados. Dentre estes é digna de menção a necessidade de se introduzir uma fase de expansão acelerada para se explicar alguns fenômenos relativos tanto ao universo primordial- a chamada inflação cósmica - quanto ao universo presente - com a chamada fase de dominação da energia escura (EE). A formulação proposta pelo paradigma vigente para se explicar tais fases de expansão acelerada - a inflação para o universo primordial, e a constante cosmológica (CC) para o universo atual- ainda está longe de ser satisfatória, o que leva muitos pesquisadores a buscarem soluções alternativas. Dentro dessa perspectiva, uma alternativa que tem se mostrado frutífera é a que postula a existência de campos escalares com um termo cinético diferente do usual: são os chamados modelos de k-essência. Tais campos escalares - também chamados de não-canônicos - emulam tanto o comportamento do campo escalar responsável pela inflação quanto a presença da CC como fluido exótico que promove a presente fase de expansão acelerada. Dentro desse contexto, um modelo tem sido constantemente analisado, o chamado modelo de Dirac- Born-Infeld (DBI), pode ser tanto estudado na fase inflacionária, quanto na fase atual de expansão acelerada. Além desse, podemos enumerar o modelo taquiacústico, que modifica o paradigma inflacionário ao postular uma fase desacelerada no universo primordial, mas que apresenta, por outro lado, propagação superluminal das perturbações primordiais. A presente dissertação de mestrado visa fazer um estudo de revisão tanto do modelo geral de k-essência quanto dos modelos particulares DBI e taquiacústico, aplicados tanto para o universo primordial quanto para a fase atual de expansão acelerada. Nesse contexto, introduziremos um programa de construção de modelos cosmológicos com k-essência, e o ilustraremos derivando um toy-model como solução. A construção desse procedimento visa fundamentalmente criar uma base para o desenvolvimento futuro de modelos não-canônicos que, dentre outros fatores, possam gerar amplitudes de não-gaussianidade que se encontrem dentro dos intervalos fornecidos pelas atuais observações cosmológicas.