Abordagem não-conservativa da teoria unimodular:aplicação a cenários cosmológicos

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dc.contributor.advisor1Fabris, Júlio César
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-8880-107X
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5193649615872035
dc.contributor.authorAlvarenga, Marcelo Henrique de
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-0949-7936
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4549393780405762
dc.contributor.referee1Velten, Hermano Endlich Schneider
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-5155-7998
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0282590467459210
dc.contributor.referee2Piattella, Oliver Fabio
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-4558-0574
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5707156831919279
dc.contributor.referee3Vera, José Alberto Casto Nogales
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0003-0146-1063
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/7972689654356212
dc.contributor.referee4Brito, Francisco de Assis de
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0001-9465-6868
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/4294161599213457
dc.contributor.referee5Rodrigues, Davi Cabral
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/0000-0003-1683-5443
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/5465449494182034
dc.date.accessioned2026-04-01T19:57:54Z
dc.date.available2026-04-01T19:57:54Z
dc.date.issued2025-03-21
dc.description.abstractThe unimodular theory is one of the simplest modification of the theory of General Relativity (GR). According to the set of symmetries present in Unimodular Gravity (UG), it is invariant to a subclass of diffeomorphism transformations, transverse diffeomorphism (Tdiff), which pre serves the determinant of the metric tensor. This characteristic leads to the field equations in GU being trace-free. A direct consequence, which differs from GR, is that the Bianchi identities no longer lead directly to the conservation of the energy-momentum tensor, that is, the general law of conservation is an imposition made separately on the structure of the field equations in UG. In fact, if the imposition is made, the resulting equations are GR+Λ, however, the cosmological constant appears as an integration constant. This fact leads to many discussions about the equivalence between theories. In this work we explore the issue of imposing the conservation of the energy-momentum tensor as a necessary condition to recover the equivalence between UG and GR+Λ. Conservation law is a matter of choice and we chose to maintain the nonconserva tive nature. We study the consequences of this non-imposition in cosmological scenarios. We explore cosmological evolution and show that there is a viable cosmological model that transi tions from a radiative phase to an accelerated de Sitter-type expansion. Furthermore, we also analyze cosmological perturbations in non-conservative Unimodular Gravity (NUG). We show that, unlike the usual unimodular theory, in NUG we can use the synchronous gauge condition and analyze both scalar and tensor modes. This leads to interesting signatures that differ from RG. We also study scalar perturbations in the gauge invariant formalism; in vacuum solutions and by imposing the conservation of the energy-momentum tensor, we recover the same equations as in GR. But, when we add matter fields, the equations are different and we end up in an underdetermined system. We also propose a study within the cosmological context in NUG considering the dark energy component as holographic, which led us to construct a viable back ground cosmological model. According to the analysis of cosmological perturbations in both cases, the equivalence between UG and GR seems to be incomplete.
dc.description.resumoA teoria unimodular é uma das modificações mais simples da teoria da Relatividade Geral (RG).Segundo o conjunto de simetrias presentes em Gravidade Unimodular (GU), ela é invariante auma subclasse de transformações de difeomorfismo, o difeomorfismo transverso (Tdiff) que preserva o determinante do tensor métrico. Esta característica leva as equações de campo em GUserdetraço nulo. Umaconsequência direta, que difere da RG, é que as identidades de Bian chi já não implicam diretamente à conservação do tensor energia-momento, ou seja, a lei geral de conservação é uma imposição feita separadamente na estrutura das equações de campo em GU. De fato, se a imposição é feita, as equações resultantes são RG+Λ, no entanto, a constante cosmológica surge como uma constante de integração. Esse fato leva a muitas discussões sobre a equivalência entre as teorias. Neste trabalho, exploramos a questão da imposição da conservação do tensor energia-momento como condição necessária para recuperar a equivalência entre a GUeaRG+Λ. Alei de conservação é uma questão de escolha e optamos por manter o caráter não conservativo. Estudamos as consequências dessa não imposição em cenários cosmológicos. Exploramos a evolução cosmológica e mostramos que existe um modelo cosmológico viável que transita de uma fase radiativa para uma expansão acelerada do tipo de Sitter. Além disso, analisamos também as perturbações cosmológicas em Gravidade Unimodular não-conservativa (GUnc). Mostramos que, ao contrário da teoria unimodular usual, em GUnc podemos utilizar a condição de calibre síncrono e analisar ambos os modos, escalares e tensoriais. Isto leva a assinaturas interessantes que diferem da RG. Estudamos também as perturbações escalares no formalismo invariante de calibre; nas soluções de vácuo e impondo a conservação do tensor energia-momento, recuperamos as mesmas equações da RG. Mas, quando adicionamos campos de matéria as equações são diferentes e recaímos em um sistema subdeterminado. Propomos também um estudo dentro do contexto cosmológico em GUnc considerando a componente de energia escura como holográfica que nos levou na construção de um modelo cosmológico de fundo viável. De acordo com as análises das perturbações cosmológicas, em ambos os casos a equivalência entre GU e RG parece estar incompleta.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/21021
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado 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.subjectGravidade unimodular
dc.subjectModelo cosmológico padrão
dc.subjectPrincípio holográfico
dc.subject.cnpqFísica
dc.titleAbordagem não-conservativa da teoria unimodular:aplicação a cenários cosmológicos
dc.typedoctoralThesis
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