Observatório Nacional – ON Pos Graduação de Astronomia Ministério da ciência e tecnologia - MCT A aceleração do Universo Maria Aldinêz Dantas Rio de Janeiro.

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1 Observatório Nacional – ON Pos Graduação de Astronomia Ministério da ciência e tecnologia - MCT A aceleração do Universo Maria Aldinêz Dantas Rio de Janeiro – RJ 30/06/2010

2 Einstein (1917) Relatividade Geral Universo Estático Constante Cosmológica Constante Cosmológica ( : Antigravidade ) Fundador do primeiro modelo.

3 Friedmann (1922) Previsão da Expansão do Universo Modelo do Big Bang.

4 Hubble (1929) Descoberta da Expansão do Universo H = 400-500 km.s -1.Mpc -1 H o = 400-500 km.s -1.Mpc -1 t o ~ 1/H o = 2 bilhões de anos

5 Riess et al. (1996) H = 72 8 km/s/Mpc Riess et al. (1996) H o = 72 8 km/s/Mpc t o ~ 14 bilhões de anos

6 COSMOLOGIA: LINHA EVOLUTIVA 1929 1965 1998 Idade Antiga Idade Média Idade Moderna Contemporânea EXPANSÃO CMB (3 K) SNe Ia ENERGIA ESCURA? } } } } 1917 EINSTEIN

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8 Energia Escura: Genealogia Energia Escura Estimativas Dinâmicas Anisotropia da CMB Supernova Idade do universo q o < 0 Inflação Total = 1 m = 0.3 to ~ 14 Gyr (z = 0)

9 Energia escura CDM teoria de unificação (CG e GCG) teorias modificadas DGP Modelo Cardassiano Segue de um princípio de mínima ação = Ação de Einstein-Hibert + Ação da matéria Expansão Acelerada do Universo

10 Relatividade geral + métrica de FRW: (1) (2) A métrica de FRW

11 Tempo presente Universo Plano Universo Fechado Universo Aberto Tamanho do Universo Tempo 70 bilhões de anos Tamanho do Universo

12 Parâmetro da Equação de estado Caso geral, a densidade varia com o tempo da seguinte forma (5) (4) (3) (6)

13 Clique para editar o estilo do subtítulo mestre Evolução da densidade de radiação, matéria e energia escura com o redshift

14 Como acelerar o Universo? Relatividade Geral: Relatividade Geral: P DE < 0 ! 0

15 No contexto da TRG Matéria Normal: Matéria Normal: implica desaceleração. Gravidade é atrativa! Pressão Negativa Acelera o Universo! Energia Escura ou quintessência A densidade de energia é positiva, mas a pressão é negativa.

16 tempo Newton Einstein tempo Energia Escura? acelerado fator de escala R normal

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18 PRINCIPAIS CANDIDATOS A ENERGIA ESCURA -, V( ) Campo Escalar -, V( ) – (px = w x, w < 0) Matéria X – (px = w x, w < 0) Constante Cosmológica -

19 Vácuo V Campo Escalar Ratra & Peebles, PRD, (1988) Steinhardt et al. PRL, (1998)

20 Matéria X.

21 Constante cosmológica Não se aglomera: não pode ser detectada nas determinações de m Expansão acelerada: q o = m /2 - (Consistente com as SNe em 99.7%) Idade do Universo compatível com as datações dos aglomerados globulares - P = -

22 Exemplo: ΛCDM Redshift de transição: (depende fortemente de Ωm)

23 Parâmetro de Desaceleração: Einstein-de Sitter ΛCDM

24 Distância

25 O Problema da Constante Cosmológica |ρ | 10 -47 GeV 4 (Observações Cosmológicas) ρ v 10 71 GeV 4 (Teoria Quântica de Campos) ρ v = 10 120 |ρ | S. Weinberg, Rev. Mod. Phys, 61, 1 (1989)

26 Union 307 (Kowalski et al. 2008) Módulo da distância

27 Oscilações Acústica Bariônica (Einsenstein et al. 2005) Pequeno excesso de densidade na distribuição de bárions escala do horizonte acústico.

28 A idade do Universo Objetos mais velhos fornecem um limite inferior sobre t(z). The globular cluster Messier 2

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30 Início de tudo!

31 Dados de SNe Ia e resultados: Union (307 events)

32 SNe + CMB + LSS + Raio-X 0.7 m 0.3

33 Dados de idades: (Dantas and Alcaniz 2009, arXiv: 0901.2327 [astro-ph]) m = 0.10 = -0.46 m = 0.05 = 0.25 e 0,7 Z = 0.11 – 1.84 R. Jimenez, et al. (2004).

34 + BAO m = 0.24 = 0.69 e 0.07 m = 0.27 = -1.04

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36 ... Jj

37 Ao delimitarmos as propriedades da energia escura (ACELERAÇÃO DO UNIVERSO), estaremos ao mesmo tempo testando a própria TRG.

38 A coisa importante é não parar de questionar. A curiosidade tem suas próprias razões para existir... Nunca perca a sagrada curiosidade.