Modelos cosmológicos com interações no setor escuro

Abstract

Resumo: O objetivo deste trabalho é o estudo de modelos comológicos para um Universo espacialmente plano cujos constituintes são os campos de matéria e de energia escura, sendo que o primeiro inclui os bárions e a matéria escura. Os constituintes estão em interação e os processos irreversíveis são levados em conta através da inclusão de uma pressão fora do equlíbrio. Esta, por sua vez, é descrita dentro das estruturas teóricas das teorias termodinâmicas de primeira e segunda ordens. Os campos de matéria e energia escura são acoplados através de seus índices barotrópicos, os quais são considerados como funções da razão entre suas densidades de energia. Uma análise bayesiana é realizada, a fim de se estabelecer os vínculos cosmológicos nos parâmetros livres do modelo. Uma comparação com o limite sem viscosidade é também feita. É mostrado que as igualdades dos parâmetros de densidade do campo de matéria e da energia escura bem como da transição dos regimes desacelerado para acelerado ocorre no passado, quando os processos irreversíveis ainda estão presentes. Além disso, é exibido que os parâmetros de densidade e de desaceleração bem como o módulo de distância teórico possuem o comportamento correto esperado para um cenário viável do status atual do Universo.

Abstract: The objective of this work is to study cosmological models for a spatially flat Universe whose constituents are a dark energy field and a matter field which includes baryons and dark matter. The constituents are supposed to be in interaction and irreversible processes are taken into account through the inclusion of a non-equilibrium pressure. The non-equilibrium pressure is described within the framework of a first order and second order thermodynamic theory. The dark energy and matter fields are coupled through their barotropic indexes, which are considered as functions of the ratio between their energy densities. A Bayesian analysis to set observational constraints on the free parameters of the model is employed. A comparison of the viscous model with the non-viscous one is also performed. It is shown that the equality of the dark energy and dark matter density parameters and the decelerated-accelerated transition occur at earlier times when the irreversible processes are still present. Furthermore the density and deceleration parameters and the distance modulus are shown to have the correct behavior expected for a viable scenario of the present status of the Universe.