Setor escuro do universo: uma análise termodinâmica
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Data de Publicação: | 2014 |
Tipo de documento: | Tese |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/16627 |
Resumo: | Significant observational effort has been directed to unveiling the nature of the so-called dark energy. However, given the large number of theoretical possibilities, it is possible that this a task cannot be based only on observational data. In this thesis we investigate the dark energy via a thermodynamics approach, i.e., we discuss some thermodynamic properties of this energy component assuming a general time-dependent equation-of-state (EoS) parameter w(a) = w0 + waf(a), where w0 and wa are constants and f(a) may assume different forms. We show that very restrictive bounds can be placed on the w0 - wa space when current observational data are combined with the thermodynamic constraints derived. Moreover, we include a non-zero chemical potential μ and a varying EoS parameter of the type ω(a) = ω0 + F(a), therefore more general, in this thermodynamical description. We derive generalized expressions for the entropy density and chemical potential, noting that the dark energy temperature T and μ evolve in the same way in the course of the cosmic expansion. The positiveness of entropy S is used to impose thermodynamic bounds on the EoS parameter ω(a). In particular, we find that a phantom-like behavior ω(a) < −1 is allowed only when the chemical potential is a negative quantity (μ < 0). Thermodynamically speaking, a complete treatment has been proposed, when we address the interaction between matter and energy dark |
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However, given the large number of theoretical possibilities, it is possible that this a task cannot be based only on observational data. In this thesis we investigate the dark energy via a thermodynamics approach, i.e., we discuss some thermodynamic properties of this energy component assuming a general time-dependent equation-of-state (EoS) parameter w(a) = w0 + waf(a), where w0 and wa are constants and f(a) may assume different forms. We show that very restrictive bounds can be placed on the w0 - wa space when current observational data are combined with the thermodynamic constraints derived. Moreover, we include a non-zero chemical potential μ and a varying EoS parameter of the type ω(a) = ω0 + F(a), therefore more general, in this thermodynamical description. We derive generalized expressions for the entropy density and chemical potential, noting that the dark energy temperature T and μ evolve in the same way in the course of the cosmic expansion. The positiveness of entropy S is used to impose thermodynamic bounds on the EoS parameter ω(a). In particular, we find that a phantom-like behavior ω(a) < −1 is allowed only when the chemical potential is a negative quantity (μ < 0). Thermodynamically speaking, a complete treatment has been proposed, when we address the interaction between matter and energy darkEsforços observacionais significativos têm sido direcionados para investigar a natureza da chamada energia escura. No entanto, dado o grande número de possibilidades teóricas, esta tarefa não é possível baseando-se apenas em dados observacionais. Nesta tese, investigaremos a energia escura através da abordagem termodinâmica, isto é, discutiremos algumas propriedades termodinâmicas desta componente energética assumindo um parâmetro da equação de estado (EoS) geral dependente do tempo ω(a) = ω0 + ωaf(a), onde ω0 e ωa são constantes e f(a) pode assumir diferentes formas. Mostraremos que limites muito restritivos podem ser colocados no espaço ω0 − ωa quando dados observacionais recentes são combinados com os vínculos termodinâmicos derivados. Além disso, incluímos um potencial químico μ não nulo e um parâmetro da EoS variável do tipo ω(a) = ω0 + F(a), portanto mais geral, nesta descrição termodinâmica. Derivamos expressões gerais para a densidade de entropia e o potencial químico, notando que a temperatura da energia escura T e μ evoluem da mesma maneira no decorrer da expansão cósmica. A positividade da entropia S é usada para impor limites termodinâmicos ao parâmetro da EoS ω(a). Em particular, encontramos que um comportamento tipo phantom ω(a) < −1 é permitido somente quando o potencial químico é uma quantidade negativa (μ < 0). Termodinamicamente falando, um tratamento completo foi proposto, quando abordamos a interação entre matéria e energia escurasConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicoapplication/pdfporUniversidade Federal do Rio Grande do NortePrograma de Pós-Graduação em FísicaUFRNBRFísica da Matéria Condensada; Astrofísica e Cosmologia; Física da IonosferaEnergia escura. Matéria escura. TermodinâmicaDark energy. Dark matter. ThermodynamicsCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICASetor escuro do universo: uma análise termodinâmicaThe dark sector of the universe: a thermodynamic analysisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALHeydsonHBS_TESE.pdfapplication/pdf1323101https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/16627/1/HeydsonHBS_TESE.pdf18654a0afdabd08781b43fe6ac36fd9bMD51TEXTHeydsonHBS_TESE.pdf.txtHeydsonHBS_TESE.pdf.txtExtracted texttext/plain189165https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/16627/6/HeydsonHBS_TESE.pdf.txt69e3f0d8ba554f1659538622588ece41MD56THUMBNAILHeydsonHBS_TESE.pdf.jpgHeydsonHBS_TESE.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5572https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/16627/7/HeydsonHBS_TESE.pdf.jpga1475d0dee839643c38b279f27f46e1aMD57123456789/166272017-11-02 07:57:04.475oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/16627Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2017-11-02T10:57:04Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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