Perturbações cosmológicas de um fluido de van der Waals

Abstract

Resumo: O interesse em equações de estado exóticas em cosmologia está na possibilidade de simular diferentes eras cosmológicas com apenas uma equação de estado. A equação de van der Waals é uma destas equações e apresenta as seguintes propriedades interessantes: descreve um Universo primordial inflacionário, que realiza naturalmente a transição para um regime de expansão desacelerada, simulando um regime de domínio de radiação ou de matéria para tempos tardios; a densidade de energia correspondente ao inicio da expansão das dimensões espaciais (Big Bang) converge para um valor finito, evitando uma singularidade inicial. Por meio do formalismo da teoria linear de perturbações, exploramos os limites assintóticos das equações para as perturbações escalares utilizando as variáveis de Mukhanov-Sasaki.

Abstract: Exotic state equations are popular in cosmology. The interest lies on the possibility to describe diferent cosmological eras with a single equation of state. The van der Waals equation is one of these equations and exhibits some interesting features. First, it describes an initial inationary regime, followed by a decelerated expansion fase that could can simulate a matter dominated period or a radiation dominated period. Second, it has a _nite initial energy density, despite the fact that the corresponding initial cosmological scale factor is zero, avoiding an initial singularity. Using the linear perturbation theory formalism, we explore the assintotic limits of the perturbation equations by means of the Mukhanov-Sasaki variables.