ciencias1030469

PROYECTO FONDECYT N° 1030469
TITULO:
MODELOS INFLACIONARIOS Y LA ENERGIA OSCURA.
Investigador Principal
Sergio Del Campo Araya (U. Católica de Valparaíso)
Facultad/Depto.
Ciencias/Física
E-Mail
mcataldo@ubiobio.cl
Coinvestigadores
Mauricio Cataldo M.
OBJETIVOS:
- Caracterización de los modelos a estudiar. Estos serán modelos cosmológicos isótropos
y anisótropos, cuya característica principal será la presencia de un período inflacionario
regular o extendido.
- Escribiremos las ecuaciones de movimiento para los modelos cosmológicos a tratar.
- Se encontrarán soluciones analíticas y/o numéricas de las correspondientes ecuaciones
de campo, en que la teoría de la gravitación será regular o extendida.
- El análisis de las soluciones a las ecuaciones descritas en el objetivo específico anterior,
junto con sus perturbaciones lineales, se hará con la finalidad de extraer información
que nos permita calcular la función de contraste () y a partir de esta el espectro de
materia (p(k)), junto con el índice espectral (n(k)), y la anisotropia multipolar (CI), etc.
- Evaluaremos en las diversas escalas cósmicas, y en especial cuando el universo
“reentra” al horizonte, las principales características provenientes de la era inflacionaria.
Esto será importante en el estudio de la formación de estructura a gran escala en el
universo.
- El planteamiento mecno-cuantico del problema a tratar. Esto conduce primeramente a
las definiciones de los correspondientes momentos canónicos, y a la posterior
determinación de la ecuación de Wheeler-DeWitt. Soluciones de esta ecuación
corresponderán a la denominada función de onda del Universo.
- La determinación y el correspondiente análisis a las soluciones de la ecuación de
Wheeler-DeWitt. Esto hará necesario implementar algunas condiciones de contorno
discutidas anteriormente.
- Con la función de onda del universo podremos de alguna manera predecir, o bien
calcular, ciertas características inherentes de los distintos modelos cosmológicos a
tratar.
Estas características se determinarán introduciendo una corriente de
probabilidad, la cual se definirá a partir de la función de onda del Universo, tal cual
como lo define Vilenkin.
RESUMEN Y RESULTADOS:
Los modelos inflacionarios no sólo resuelven algunos de los problemas presentes en el
modelo estándar del Big-Bang, sino que además sirven para sustentar las condiciones
iniciales para la formación de estructuras a gran escala en el Universo. Su naturaleza se
debe esencialmente a fluctuaciones cuánticas que presenta el campo escalar inflatón durante
el periodo inflacionario.
El estudio de las condiciones iniciales, necesarias para la formación de estructuras en un
modelo específico, se basa en el cálculo de la función de contraste , los índices espectrales
escalares nS y tensoriales nT y sus correspondientes coeficientes de anisotropía multiplolar CI.
Estos coeficientes deben ser contrarrestados con los correspondientes datos observados.
El presente proyecto estudiará las perturbaciones en distintos modelos cosmológicos
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vinculados a los campos de la materia y de la gravitación. Los campos de la gravitación
podrán sustentarse en la Teoría de la Gravitación de Einstein, o bien, en Teorías YensoEscalares, que entre las cuales destacamos la Teoría de la Gravitación de Jordan-BransDicke.
Consideraremos modelos tales que los campos de materia tendrán la característica de
aquellos campos escalares que describen inflación (campo escalar Inflatón) y también la
aceleración reciente que las observaciones astronómicas detectan (campo escalar de
Quintaesencia o Energía Oscura). Estos campos se diferencias exclusivamente por la
forma que presenta su potencial escalar y debemos de destacar que, la forma de este
potencial juega un rol muy importante dentro de los modelos para el universo. Por ejemplo,
el hecho de considerar potenciales escalares negativos a conducido a la proposición de un
nuevo modelo para el universo. Además, la interacción de este campo con otros campos de
materia, tales como polvo, radiación, presiones negativas, etc. Es un activo campo de
investigación entre los cosmólogos. Debemos de destacar además que el potencial escalar
efectivo obtenido a partir de compactificaciones provenientes de teorías para la gravitación
en altas dimensiones, juega un papel importante y ha conducido a algunos autores a
proponer nuevos modelos en que la evolución del universo corresponde a un proceso
cíclico (universo cíclico). Respecto a este último punto debemos de destacar la importancia
que han adquirido las teorías denominadas teorías de la Supergravedad.
Desde el punto de vista cuántico proponemos estudiar las condiciones iniciales para los
distintos campos de materia que definen un determinado modelo cosmológico. Este estudio
se efectúa por medio de la denominada función de onda del Universo, que prácticamente se
define a partir de cierta condición de contorno impuesta sobre ella. Tal vez, las más
relevantes son las condiciones de contorno sin contorna de Hartle y hawking, la condición
de contorno túnel de Vilenkin y la de Linde. Como resultado de este estudio se obtendrán
restricciones sobre los distintos parámetros que definen un determinado modelo en
particular.
PUBLICACIONES, PRESENTACION EN CONGRESOS Y/O EVENTOS, TESIS,
ETC.:
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