Formação de estruturas em cosmologia no regime não-linear: uma aproximação por sistemas dinâmicos - Leta, Carlos Pereira (2006)
Formação de estruturas em larga escala é um problema em aberto em Cosmologia. Há um consenso de que a variedade de estruturas observadas tais como galáxias e aglomerados de galáxias tiveram origem a partir de pequenas flutuações do fluido cósmico possivelmente geradas durante a época inflacionária na era dominada pela matéria. Os estágios iniciais da evolução destas flutuações são descritas pela teoria de Jeans resultante da aproximação linear das equações hidrodinâmicas. Basicamente, a instabilidade devido à ação do campo gravitacional induz à existência de dois tipos de modos perturbativos: os modos instáveis que crescem, e os estáveis que oscilam como ondas sonoras. A distinção entre estes modos depende se o comprimento de onda de um determinado modo perturbativo é maior ou menor que um comprimento de onda típico conhecido como o comprimento de Jeans. Eventualmente, o crescimento dos modos instáveis quebra a aproximação e efeitos não-lineares tornam-se cruciais para a formação de estruturas. Neste sentido, nosso objetivo é estudar o problema não-linear de formação de estruturas em um Universo em expansão dominado pela matéria considerando uma extensão consistente da teoria linear de Jeans. Uma aproximação por sistema dinâmico é fornecida pelo método de Galerkin usado para integrar as equações dinâmicas do fluido auto-graviante. Conseqüentemente é exibido o comportamento dos modos perturbativos instáveis e estáveis do fluido cósmico além do regime linear anterior à formação de estruturas. Nós também consideramos consistentemente a influência da viscosidade ao invés de introduzi-la de um modo artificial como no modelo de Adesão.