Breve estudo sobre observáveis em cosmologia: supernovas e oscilações acústicas de bárions

Silva, Wallace Ferreira da

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/17373

Type:	Trabalho de conclusão de graduação
Title:	Breve estudo sobre observáveis em cosmologia: supernovas e oscilações acústicas de bárions
Author(s)/Inventor(s):	Silva, Wallace Ferreira da
Advisor:	Quartin, Miguel Boavista
Abstract:	Neste trabalho serão discutidas as principais propriedades do modelo padrão da cosmologia também conhecido como ΛCDM. Este modelo descreve um universo dominado por matéria escura fria (cold dark matter) e uma constante cosmológica (Λ). Entretanto, é comum generalizar o termo ΛCDM de modo a incorporar no modelo a existência de uma fase inicial de expansão inflacionária. Isso significa que o universo passou por uma expansão exponencial (inflação) em épocas muito primordiais gerando as condições necessárias para a configuração atualmente observada na radiação cósmica de fundo (CMB) e na formação das grandes estruturas; existe uma forma de matéria (chamada escura) que só responde a efeitos gravitacionais e que, portanto, domina a aglomeração da matéria visível (bariônica); algum tipo de componente energética exótica com densidade constante e que preenche aproximadamente 70% do universo (constante cosmológica Λ) é responsável pela expansão acelerada. Este modelo alcançou notoriedade ao longo das últimas quatro décadas por apresentar uma descrição razoavelmente simples do universo, fazendo uso de seis parâmetros primários e outros derivados destes, cuja origem física é prevista pelos mecanismos descritos pelo modelo (Komatsu et al., 2011). Atualmente estes parâmetros têm sido bem determinados de forma direta ou indireta pela análise de observáveis cosmológicos como CMB e as lentes gravitacionais. A contribuição mais recente neste campo foi a utilização de supernovas Ia como indicadores astrofísicos da expansão acelerada do universo (Nobel de Física de 2011). Em nossa pesquisa o objetivo principal é explorar os métodos estatísticos utilizados na obtenção de vínculos sobre parâmetros cosmológicos a partir de alguns observáveis, em especial: as Supernovas Ia (SN Ia) e as Oscilações Acústicas de Bárions (BAO). Veremos as particularidades de cada um destes observáveis e como é possível obter informações físicas relevantes usando-os como ferramentas para medir distâncias no universo. Medir distâncias com precisão é uma tarefa difícil em muitos ramos da astronomia e a cosmologia não é exceção. Nossa abordagem consiste em reproduzir alguns resultados clássicos da literatura através de estatística bayesiana aplicada ao método do chi-quadrado. Para as SN Ia utilizamos a amostra de Kowalski et al. (2008) com 307 supernovas; para BAO utilizamos os dados do Sloan Digital Sky Survey Data Release 3 (SDSS 3) com os quais reobtivemos os resultados de Eisenstein et al. (2005) e finalmente reconstruímos os resultados combinados de SN+BAO, confirmando o atual cenário da cosmologia. Dedicamos atenção especial ao estudo de BAO por exigir conceitos de estatística mais elaborados e por causa da teoria física que está por trás deste observável. Nosso foco estará direcionado ao processo de aglomeração da matéria na forma das estruturas observadas e como estas permitem a determinação de parâmetros cosmológicos em conjunto com a CMB. Embora o modelo ΛCDM seja atualmente a melhor descrição do universo segundo os dados observacionais, notamos que ainda há lacunas não preenchidas; em nosso estudo de BAO, por exemplo, ressaltamos algumas dificuldades estatísticas (correlação estatísticas) e algumas pendências não esclarecidas relativas à própria metodologia usada na literatura específica. Por isso sugerimos ao final do texto orientações ao trabalho que desenvolvemos que possibilitariam análises mais profundas e rigorosas.
Keywords:	Cosmologia Estatística Supernovas tipo Ia Oscilações acústicas de Bárions Cosmology Statistics Type Ia supernovae Baryon acoustic oscillations
Subject CNPq:	CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::ASTRONOMIA
Production unit:	Observatório do Valongo
Publisher:	Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date:	3-Sep-2013
Publisher country:	Brasil
Language:	por
Right access:	Acesso Aberto
Citation:	SILVA, Wallace Ferreira da. Breve estudo sobre observáveis em cosmologia: supernovas e oscilações acústicas de bárions. 2013. 48 f. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Astronomia) - Observatório do Valongo, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2013.
Appears in Collections:	Astronomia

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
WFSilva.pdf		3.23 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record Recommend this item View Statistics

Pantheon Institutional repository