Investigação da física do setor escuro com ondas gravitacionais

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Bachega, Riis Rhavia Assis
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Dark sector; Einstein Telescope.; Gravitational waves; GW170817; Horndeski Theory; Ondas gravitacionais; Setor escuro; Sirenes padrão; Standard sirens; Teoria de Horndeski
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-16012020-172540/

No final da década de 1990 constatou se que o universo está passando por uma fase de expansão acelerada, o que sugere a presença de uma componente misteriosa denominada energia escura, que com a matéria escura forma o chamado setor escuro do universo, responsável por cerca de 95$\\%$ do conteúdo do mesmo. Ondas gravitacionais podem ser usadas para investigar este setor escuro, complementando os atuais observáveis eletromagnéticos como supernovas tipo Ia e radiação cósmica de fundo. A partir da amplitude da onda gravitacional é possível medir a distância luminosa $d_L$ da fonte geradora e com a contraparte eletromagnética é possível determinar o redshift $z$, podendo assim construir um diagrama $d_L-z$ e medir a história de expansão do universo. Dessa forma, ondas gravitacionais podem ser utilizadas como sirenes padrão. A primeira sirene padrão detectada constituiu se nas ondas gravitacionais originadas da colisão de um par de estrelas de nêutrons do dia 17 de agosto de 2017 (GW170817) em que também se detectou a contraparte eletromagnética (GRB170817A). Com este evento foi possível determinar que a velocidade de propagação das ondas gravitacionais e a velocidade da luz se diferem em uma parte em $10^{15}$, o que permitiu restringir em muito modelos que buscavam explicar a aceleração cósmica por meio de teorias de gravitação modificada. Nesta tese irei apresentar duas aplicações. A primeira será sobre um modelo de unificação do setor escuro oriundo da Teoria de Horndeski, e de como o evento GW170817 impôs fortes restrições a este modelo. A segunda será sobre a simulação de catálogos de sirenes padrão que poderiam ser detectadas pelo futuro Telescópio Einstein e de como esses futuros dados poderiam restringir uma interação no setor escuro.