ACELERAÇÃO DO UNIVERSO PRIMORDIAL E DO UNIVERSO ATUAL A PARTIR DE EQUAÇÕES DE ESTADO
Aluno de Iniciação Científica: Rafaela Moos (PIBIC/CNPq)
Curso: Física (Bacharelado) (M)
Orientador: Gilberto Medeiros Kremer
Departamento: Física
Setor: Ciências Exatas
Palavras-chave: Cosmologia , Equações de estado , Energia Escura
Área de Conhecimento: 10000003 - CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
Um dos principais objetivos de um modelo cosmológico é a descrição das diferentes fases do Universo, sendo sua dinâmica descrita por sua estrutura e por seus componentes. Até o final do séc. XX acreditava-se que o Universo sofria uma expansão desacelerada mas, através de medidas da luminosidade de supernovas do tipo Ia, foi constatado o contrário, ou seja, que a expansão é acelerada. Para que isso seja possível devemos ter um Universo composto majoritariamente por um constituinte que exerça uma pressão negativa, o qual é chamado de energia escura. Infelizmente a sua natureza é, ainda, desconhecida. Nesse trabalho estudamos a hipótese de a equação de estado da energia escura ser descrita por uma função não linear da densidade de energia. Para tanto, adotamos as quatro equações de estado da termodinâmica: Berthelot, Peng-Robinson, Redlich-Kwong e van der Walls. A partir destas equações, desenvolvemos um modelo cosmológico com o qual verificamos o comportamento do parâmetro de desaceleração e do parâmetro de densidade em termos do desvio para o vermelho (redshift). Estudamos também um outro modelo, o qual foi desenvolvido a fim de investigar como uma função do tempo a evolução da densidade de energia, da pressão e da aceleração. Com esse segundo modelo cosmológico conseguimos descrever tanto um período inflacionário, para o qual temos uma aceleração positiva, a qual decresce e tende a zero, quanto um período dominado pela matéria, o qual possui uma aceleração negativa e evolui para um período dominado por um fluido sem pressão. Em ambos modelos analisados vimos que todas as equações de estado concordaram quanto aos resultados, com diferença de uma evolução mais ou menos dinâmica em relação aos parâmetros analisados e com diferente dependência de um fator chamado coeficiente da fórmula barotrópica, obtido através da razão entre a pressão e a densidade de energia.