Teorias da expansão acelerada do universo: uma análise comparativa.

Abstract

Este trabalho explora a compreensão da expansão do universo no âmbito da cosmologia moderna, considerando a mudança de concepção de um universo estático para um em expansão acelerada após a formulação da relatividade geral, bem como os modelos cosmológicos que preveem essa expansão, com o propósito de compará-los. Dentro dessa abordagem, o modelo ΛCDM, conhecido como o modelo cosmológico padrão, demonstra uma alta concordância com os dados observacionais e incorpora a energia escura como responsável por impulsionar a expansão do universo. Contudo, há o problema da constante cosmológica, que surge devido à discrepância entre a escala de energia necessária para explicar a aceleração cósmica e as previsões da física de partículas em relação à energia do vácuo, que é considerada um provável candidato a energia escura, que até então não foi explicada. Diante dessa questão, este trabalho apresenta duas classes de modelos alternativos: modelos de quintessência, que introduz um campo escalar para modificar a componente material do universo, e modelos de gravidade modificada f(R), que sugere alterações nas equações fundamentais da relatividade geral. Esse trabalho foca em explorar o modelo de gravidade modificada f(R) na formulação de Palatini, com a função f (R) = R − β/Rn. A análise ocorreu por meio da comparação do parâmetros de Hubble obtido para cada modelo com dados do cronômetro cósmico e assim conclui-se que o modelo cosmologico padrão descreve adequadamente a expansão do universo e os dados cosmológicos observados. Além disso, indica que o universo é composto por aproximadamente 70 porcento de energia escura e 30 porcento de matéria, incluindo matéria bariônica e escura. Por outro lado, a análise do modelo de gravidade modificada f (R) revelou que esse modelo descreve uma expansão acelerada do universo, mas não reproduz os dados do cronômetro cósmico para os valores adotados de β e n.