A Dinâmica Cosmológica na gravidade f(R,T)

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dc.contributor.advisor1Velten, Hermano Endlich Schneider
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000251557998
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0282590467459210
dc.contributor.authorDias, Ana Paula Jeakel
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6453445416677178
dc.contributor.referee1Fabris, Julio Cesar
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/000000018880107X
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5193649615872035
dc.contributor.referee2Carames, Thiago Roberto da Possa
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-6349-8297
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0327463936831546
dc.date.accessioned2024-05-30T01:42:48Z
dc.date.available2024-05-30T01:42:48Z
dc.date.issued2023-09-14
dc.description.abstractWe begin with a comprehensive analysis of the key concepts in General Relativity and Cosmology, thus laying a strong foundation that will enable a thorough understanding of the central topic addressed in this research. Subsequently, we delve into the core of this study, where we conduct a detailed review of the current state of f(R; T) theories, where T represents the trace of the energy-momentum tensor Tμν, concerning the evolution of the cosmological background expansion of Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW). We start focusing on the modified Friedmann equations for the case of a minimally coupled gravitational Lagrangian of the type f(R; T) = R+ αeβΤ + γnTn. With this choice one covers all existing proposals in the literature via four free parameters. All relevant f(R; T) models as well as the CDM model can be achieved in the appropriate limit. We show that in such a minimally coupled case there exists a useful constraining relation between the effective total matter density with an arbitrary equation of state parameter and the modified gravity parameters. Then, with this association the modified gravity sector can be independently constrained using estimations of the gas mass fraction in galaxy clusters. Further, using cosmological background cosmic chronometers data and demanding the universe is old enough to accommodate the existence of Galactic globular clusters with estimated age of at least ~ 14 Gyrs we find a narrow range of the modified gravity free parameter space in which this class of theories remains viable for the late time cosmological evolution. As expected, this preferred parameter space region accommodates the CDM limit of f(R; T) models. However, when analysing the cosmological dynamics including a radiation component, we find that this energy density interacts with the matter field and it does not scale according to the typical a-4 behavior, being a the scale factor. We conclude stating that f(R; T) gravity is not able to provide a full cosmological scenario and should be ruled out as a modified gravity alternative to the dark energy phenomena.
dc.description.resumoComeçamos com uma análise abrangente dos principais conceitos da Relatividade Geral e da Cosmologia, estabelecendo assim um fundamento sólido que permitirá uma compreensão completa do tópico central abordado por esta pesquisa. Em seguida, adentramos ao cerne deste estudo, onde procedemos a uma revisão detalhada do estado atual das teorias f(R; T), em que T representa o traço do tensor energia-momento Tμν, no que diz respeito à evolução da expansão de fundo cosmológico de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW). Usamos o caso plano onde k = 0. Começamos encontrando as equações de Friedmann modificadas para o caso de uma Lagrangiana gravitacional minimamente acoplada do tipo f(R; T) = R+ αeβΤ + γnTn. Com essa escolha, abrangemos todas as propostas existentes na literatura através de quatro parâmetros livres. Todos os modelos relevantes de f(R; T), assim como o modelo CDM, podem ser obtidos no limite apropriado. Mostramos que, nesse caso minimamente acoplado, existe uma relação útil de restrição entre a densidade efetiva total de matéria com um parâmetro de equação de estado arbitrário e os parâmetros de gravidade modificada. Em seguida, com essa associação, o setor de gravidade modificada pode ser restrito de forma independente usando estimativas da fração de massa gasosa em aglomerados de galáxias. Além disso, usando dados cronológicos cosmológicos de fundo e exigindo que o universo seja antigo o suficiente para acomodar a existência de aglomerados globulares galácticos com uma idade estimada de pelo menos ~ 14 bilhões de anos, encontramos uma faixa estreita do espaço livre de parâmetros de gravidade modificada em que essa classe de teorias permanece viável para a evolução cosmológica em tempos tardios. Como esperado, essa região de espaço de parâmetros preferida acomoda o limite CDM dos modelos f(R; T). No entanto, ao analisar a dinâmica cosmológica incluindo a componente de radiação, descobrimos que essa densidade de energia interage com o campo de matéria e não segue o comportamento típico a-4 , sendo a o fator de escala. Concluímos afirmando que a gravidade f(R; T) não é capaz de fornecer um cenário cosmológico completo e deve ser descartada como uma alternativa de gravidade modificada para o fenômeno da energia escura.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/17221
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Física
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física
dc.rightsopen access
dc.subjectRelatividade geral
dc.subjectGravitação modificada
dc.subjectEnergia escura
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqFísica
dc.titleA Dinâmica Cosmológica na gravidade f(R,T)
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis
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