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Título: Modelos cosmológicos quânticos com fluido perfeito
Título(s) alternativo(s): Quantum cosmological models with perfect fluid
Autor(es): Fracalossi, Raphael
Orientador: Gonçalves, Sergio Vitorino de Borba
Coorientador: Alvarenga, Flavio Gimenes
Palavras-chave: Cosmologia quântica
Quantum Cosmology
Formalismo de Schutz
Schutz's Formalism
Matéria rígida
Rigid Matter
Kantowski-Sachs
Cosmologia quântica
Quantum Cosmology
Dois fluidos
Two fluids
Data do documento: 25-Out-2018
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Citação: FRACALOSSI, Raphael. Modelos cosmológicos quânticos com fluido perfeito. 2018. 96 f. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Exatas, Vitória, 2018.
Resumo: Neste trabalho, modelos cosmológicos quânticos com fluido perfeito são estudados de acordo com a abordagem canônica da Cosmologia Quântica. O conteúdo material do Universo é descrito pelo formalismo de Schutz, o qual é detalhadamente discutido e utilizado como ferramenta a fim de resolver o problema da ausência da variável tempo na teoria. Neste contexto, são construídos dois modelos nos quais encontra-se fluido de matéria rígida. No primeiro modelo, dois fluidos, matéria rígida e radiação num Universo homogêneo e isotrópicos descrito pela métrica de FLRW. Observa-se que a singularidade inicial que se apresenta no caso clássico é aparentemente removida na abordagem quântica. No segundo, um modelo cosmológico quântico anisotrópico descrito pela métrica de Kantowski-Sachs é discutido. Como resultado, verifica-se que embora o operador Hamiltoniano associado ao modelo seja simétrico, a norma da função de onda do Universo é dependente do tempo, o que implica perda de unitariedade, reforçando a suspeita de existência de uma patologia já verificada no modelo cosmológico quântico descrito pela métrica anisotrópica de Bianchi I.
In this work, quantum cosmological models with perfect fluid are studied according to the canonical approach of Quantum Cosmology. The material content of the Universe is described by Schutz’s formalism, which is discussed in detail and used as a tool in order to solve the problem of absence of a time variable in theory. In this context, two models are constructed containing a stiff matter fluid. In the first one, a two-fluid model, stiff matter and radiation in a homogeneous and isotropic Universe described by FLRW metric. It is observed that the initial singularity in the classic model is apparently removed in the quantum approach. In the second, an anisotropic quantum cosmological model described by Kantowski-Sachs metric is discussed. As a result, it is found that although the Hamiltonian operator associated with the model is symmetric, the norm of wave function of Universe is time-dependent, implying loss of unitarity, reinforcing the existence of a pathology already verified in quantum cosmological model described by Bianchi I anisotropic metric.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10549
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