Quantizacão do modelo de mini-superespaço de Friedmann-Robertson-Walker permeado por poeira e uma constante cosmológica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Moura, Felipe de Freitas
Data de Publicação: 2010
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/19118
Resumo: In this work we apply the canonical formulation of quantum cosmology to quantize the spatially at Friedmann-Robertson-Walker cosmological model with dust and a cosmological constant. The classical solutions with [Lambda] < 0 and [Lambda] > 0 describe, respectively, a universe eternally oscillating between a singular beginning and a singular end (Big Bang and Big Crunch) and a universe that expands forever from a singular beginning. In the vicinity of these singularities, the energy scale becomes comparable to the Planck scale and the intensity of the gravitational field becomes comparable to the other fundamental interactions, suggesting that quantum effects become increasingly important. Moreover, quantum effects can lead to changes in the dynamics of the universe during the later stages of its evolution or even throughout its evolution since in some cases quantum cosmological models present quantum behavior for large scale factor. After writing the Hamiltonian formulation for general relativity and a relativistic perfect fluid, the latter described by velocity potentials, which allows us to associate a time variable to a degree of freedom of the fluid, we find the solution to the Wheeler-DeWitt equation on a mini-superspace. We solve this equation for a particular example of the initial wave function and analyze the evolution of the expectation value of the scale factor. We observe that the classical singularities disappear in the quantum model and a positive cosmological constant can describe an in ationary phase in the early universe and the current phase of accelerated expansion. We also study the in uence of arbitrary parameters of the initial wave function on the expectation value of the scale factor.
id UFF-2_907fffc18f36f57dad95d81cb07e4a7d
oai_identifier_str oai:app.uff.br:1/19118
network_acronym_str UFF-2
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
repository_id_str 2120
spelling Quantizacão do modelo de mini-superespaço de Friedmann-Robertson-Walker permeado por poeira e uma constante cosmológicaCosmologia quânticaGeometrodinâmica QuânticaEquação de Wheeler-DeWittCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAIn this work we apply the canonical formulation of quantum cosmology to quantize the spatially at Friedmann-Robertson-Walker cosmological model with dust and a cosmological constant. The classical solutions with [Lambda] < 0 and [Lambda] > 0 describe, respectively, a universe eternally oscillating between a singular beginning and a singular end (Big Bang and Big Crunch) and a universe that expands forever from a singular beginning. In the vicinity of these singularities, the energy scale becomes comparable to the Planck scale and the intensity of the gravitational field becomes comparable to the other fundamental interactions, suggesting that quantum effects become increasingly important. Moreover, quantum effects can lead to changes in the dynamics of the universe during the later stages of its evolution or even throughout its evolution since in some cases quantum cosmological models present quantum behavior for large scale factor. After writing the Hamiltonian formulation for general relativity and a relativistic perfect fluid, the latter described by velocity potentials, which allows us to associate a time variable to a degree of freedom of the fluid, we find the solution to the Wheeler-DeWitt equation on a mini-superspace. We solve this equation for a particular example of the initial wave function and analyze the evolution of the expectation value of the scale factor. We observe that the classical singularities disappear in the quantum model and a positive cosmological constant can describe an in ationary phase in the early universe and the current phase of accelerated expansion. We also study the in uence of arbitrary parameters of the initial wave function on the expectation value of the scale factor.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorNeste trabalho aplicamos a formulação da cosmologia quântica canônica para quantizar o modelo cosmológico de Friedmann-Robertson-Walker espacialmente plano com poeira e uma constante cosmológica. As soluções clássicas com [Lambda] < 0 e [Lambda] > 0 descrevem, respectivamente, um universo eternamente oscilante entre um começo e um fim singulares (Big Bang e Big Crunch) e um universo que se expande eternamente de um começo singular. Nas proximidades dessas singularidades, a escala de energia tornase comparável à escala de Planck e a intensidade do campo gravitacional torna-se comparável à das outras interações fundamentais, sugerindo que efeitos quânticos tornem-se crescentemente importantes. Além do mais, efeitos quânticos podem levar a alterações na dinâmica do universo durante fases posteriores de sua evolução ou até mesmo durante toda sua evolução, uma vez que em alguns casos modelos cosmológicos quânticos apresentam comportamento quântico para fator de escala grande. Depois de escrever as formulações hamiltonianas para a relatividade geral e o fluido perfeito relativístico, este último descrito através de potenciais para a quadrivelocidade, o que nos permite associar uma variável tempo a um grau de liberdade do fluido, obtivemos a solução para a equação de Wheeler-DeWitt em um minisuperespaço. Resolvemos esta equação para um exemplo particular de função de onda inicial e analisamos a evolução do valor esperado do fator de escala. Observamos que as singularidades clássicas desaparecem no modelo quântico, e uma constante cosmológica positiva pode descrever uma fase inflacionária nos primórdios do universo e a fase de expansão acelerada atual. Estudamos também a inuência dos parâmetros arbitrários da função de onda inicial sobre o valor esperado do fator de escala.Programa de Pós-graduação em FísicaFísicaLemos, Nivaldo AgostinhoCPF:00000000017http://lattes.cnpq.br/6802059980173428Moura, Felipe de Freitas2021-03-10T20:46:32Z2011-04-052021-03-10T20:46:32Z2010-08-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://app.uff.br/riuff/handle/1/19118porCC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2021-03-10T20:46:32Zoai:app.uff.br:1/19118Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202021-03-10T20:46:32Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false
dc.title.none.fl_str_mv Quantizacão do modelo de mini-superespaço de Friedmann-Robertson-Walker permeado por poeira e uma constante cosmológica
title Quantizacão do modelo de mini-superespaço de Friedmann-Robertson-Walker permeado por poeira e uma constante cosmológica
spellingShingle Quantizacão do modelo de mini-superespaço de Friedmann-Robertson-Walker permeado por poeira e uma constante cosmológica
Moura, Felipe de Freitas
Cosmologia quântica
Geometrodinâmica Quântica
Equação de Wheeler-DeWitt
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
title_short Quantizacão do modelo de mini-superespaço de Friedmann-Robertson-Walker permeado por poeira e uma constante cosmológica
title_full Quantizacão do modelo de mini-superespaço de Friedmann-Robertson-Walker permeado por poeira e uma constante cosmológica
title_fullStr Quantizacão do modelo de mini-superespaço de Friedmann-Robertson-Walker permeado por poeira e uma constante cosmológica
title_full_unstemmed Quantizacão do modelo de mini-superespaço de Friedmann-Robertson-Walker permeado por poeira e uma constante cosmológica
title_sort Quantizacão do modelo de mini-superespaço de Friedmann-Robertson-Walker permeado por poeira e uma constante cosmológica
author Moura, Felipe de Freitas
author_facet Moura, Felipe de Freitas
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Lemos, Nivaldo Agostinho
CPF:00000000017
http://lattes.cnpq.br/6802059980173428
dc.contributor.author.fl_str_mv Moura, Felipe de Freitas
dc.subject.por.fl_str_mv Cosmologia quântica
Geometrodinâmica Quântica
Equação de Wheeler-DeWitt
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
topic Cosmologia quântica
Geometrodinâmica Quântica
Equação de Wheeler-DeWitt
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
description In this work we apply the canonical formulation of quantum cosmology to quantize the spatially at Friedmann-Robertson-Walker cosmological model with dust and a cosmological constant. The classical solutions with [Lambda] < 0 and [Lambda] > 0 describe, respectively, a universe eternally oscillating between a singular beginning and a singular end (Big Bang and Big Crunch) and a universe that expands forever from a singular beginning. In the vicinity of these singularities, the energy scale becomes comparable to the Planck scale and the intensity of the gravitational field becomes comparable to the other fundamental interactions, suggesting that quantum effects become increasingly important. Moreover, quantum effects can lead to changes in the dynamics of the universe during the later stages of its evolution or even throughout its evolution since in some cases quantum cosmological models present quantum behavior for large scale factor. After writing the Hamiltonian formulation for general relativity and a relativistic perfect fluid, the latter described by velocity potentials, which allows us to associate a time variable to a degree of freedom of the fluid, we find the solution to the Wheeler-DeWitt equation on a mini-superspace. We solve this equation for a particular example of the initial wave function and analyze the evolution of the expectation value of the scale factor. We observe that the classical singularities disappear in the quantum model and a positive cosmological constant can describe an in ationary phase in the early universe and the current phase of accelerated expansion. We also study the in uence of arbitrary parameters of the initial wave function on the expectation value of the scale factor.
publishDate 2010
dc.date.none.fl_str_mv 2010-08-01
2011-04-05
2021-03-10T20:46:32Z
2021-03-10T20:46:32Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://app.uff.br/riuff/handle/1/19118
url https://app.uff.br/riuff/handle/1/19118
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv CC-BY-SA
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv CC-BY-SA
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Programa de Pós-graduação em Física
Física
publisher.none.fl_str_mv Programa de Pós-graduação em Física
Física
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)
instacron:UFF
instname_str Universidade Federal Fluminense (UFF)
instacron_str UFF
institution UFF
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)
repository.mail.fl_str_mv riuff@id.uff.br
_version_ 1807838743341563904