Cem anos de descobertas em cosmologia e novos desafios para o século XXI

Neste trabalho são realizadas análises estatísticas capazes de estimar significativamente os valores atuais de alguns dos principais parâmetros cosmológicos, em particular, a taxa de expansão do Universo H0 (Constante de Hubble), a densidade de matéria Ω0,m, a densidade de energia escura Ω 0,Λ , a idade do Universo t0 e o parâmetro de desaceleração q0. Além disso, são abordados observáveis importantes como as Oscilações Acústicas dos Bárions e o Parâmetro de Hubble, além do Método Qui-quadrado e alguns conceitos e equações básicas da Cosmologia. A partir da descrição detalhada apresentada, objetiva-se dar uma ideia para os não especialistas de como estes valores podem ser obtidos a partir de dados observacionais disponíveis na literatura. Porúltimo,é realizado uma comparação dos resultados obtidos neste trabalho com os obtidos por grandes grupos internacionais como a Planck Collaboration e o WMAP. Os resultados são bem restritivos e em acordo com os estimados pela Planck Collaboration e o WMAP. Palavras-chave: Modelo ΛCDM, Parâmetros Cosmológicos, Constante de Hubble, Oscilações Acústicas dos Bárions, Método Qui-quadrado.In this work, it is performed statistical analyzes capable of estimating the current value of some of the main cosmological parameters, in particular, the rate of expansion of the Universe H0 (Hubble Constant), the density of matter Ω0,m, the density of dark energy Ω 0,Λ , the age of the Universe t0 and the deceleration parameter q0. In addition, it is discussed important observables as the Baryon Acoustic Oscillations and the Hubble Parameter, besides the Chi-square Method and some basic concepts and equations of Cosmology. From the detailed description presented it is intended to give an idea to non-specialists of how these values can be obtained from observational data available in the literature. Lastly it is performed a comparison of the results obtained in this work with those obtained by large international groups as the Planck Collaboration and the WMAP. The results are very restrictive and in agreement with those estimated by Planck Collaboration and the WMAP. Keywords: ΛCDM Model, Cosmological Parameters, Hubble Constant, Baryon Acoustic Oscillations, Chi-square Method. IntroduçãoHoje, a Cosmologia pode ser definida como sendo a ciência que estuda a origem, estrutura e a evolução do Universo. Seu principal objetivoé entender como o Universo se formou, porque possui as características observadas hoje e saber como o mesmo será no futuro.O surgimento da Cosmologia moderna se deu a partir do desenvolvimento da teoria da Relatividade Geral (RG), publicada por Einstein em 19151 . Essa teoriaé fundamental para construir um modelo cosmológico, poiś e a teoria gravitacional que melhor lida com os paradoxos * Endereço de correspondência: givalpordeus@hotmail.com. 1 Detalhes sobre a história da Cosmologia nessesúltimos 100 anos, seus maiores avanços e suas principais questões ainda em aberto, são encontrados na referência [1] associados a um espaço que se estende ao infinito e que melhor explica ...

Section: A Expansão Do Universo E a Constante De Hubbleunclassified

Section: Introductionunclassified

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Estimando parâmetros cosmológicos a partir de dados observacionais

Neto

2017

“…Consequentemente, há sempre interesse em todos os aspectos destes modelos [ver a revisão bastante completa sobre a cosmologia moderna na Ref. [3], especialmente a seção 2, que trata da contribuição do cosmólogo russo Alexander Friedmann ].…”

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Observações sobre as soluções clássicas da equação de Friedmann

Viglioni

Soares

2011

As representações gráficas dos modelos clássicos de Friedmann frequentemente induzem ao erro, na discussão das idades dos universos-modelo. A maioria dos livros ignora as diferenças conceituais das representações no que diz respeito a estas idades. Discutimos os detalhes das funções que fornecem o fator de escala em termos do tempo, para as soluções da equação de Friedmann, na faixa de tempo que inclui as idades dos universos-modelo. Palavras-chave: cosmologia, equação de Friedmann, modelos cosmológicos.Graphical representations of classical Friedmann's models are often misleading when one considers the age of the universe. Most textbooks disregard conceptual differences in the representations, as far as ages are concerned. We discuss the details of the scale-factor versus time function for Friedmann's solutions in the time range that includes the ages of model universes. Keywords: cosmology, Friedmann equation, cosmological models. IntroduçãoOs modelos padrão da cosmologia moderna são descritos por modelos de Friedmann modificados pela inclusão de uma constante cosmológica (veja as seções IV e V da Ref.[1] para uma discussão qualitativa sobre a constante cosmológica e a Ref. [2, p. 403 O Princípio Cosmológico afirma, basicamente, que toda a matéria do universo está distribuída de forma uniforme em todas as direções. Para a construção dos modelos cosmológicos desprezamos o fato de que a matéria se concentra em estrelas, as estrelas se estruturam em galáxias, e assim por diante, em estruturas cada vez maiores. "Alisamos" tudo, inventamos o "fluido cósmico", que se distribui de forma homogênea e isotrópica no universo. A densidade de matéria e energia deste fluido hipotético coincide com a densidade real das estrelas, galáxias e aglomerados.Assim como o espaço-tempoé curvo no exterior de uma concentração de massa, uma distribuição contínua de matéria também pode ser descrita por um espaço-tempo curvo, o qual se estende eé gerado pelo fluido cósmico. O modelo padrão da cosmologia adota esta perspectiva simplificadora ao utilizar a TRG em sua construção. As soluções de Friedmann descrevem portanto espaços-tempos curvos.Os

100 Anos da Cosmologia Relativística (1917–2017). Parte I: Das Origens à Descoberta da Expansão Universal (1929)

Lima

Santos

2017

Estamos vivenciando um período de extrema efervescência intelectual naárea da cosmologia. Um volume enorme de dados observacionais em quantidade e qualidade sem precedência e um arcabouço teórico mais consistente, impeliram a cosmologia para uma era da precisão, transformando a disciplina emárea de ponta da ciência contemporânea. Observações com Supernovas do tipo Ia (SNe Ia) mostraram que o Universo está expandindo aceleradamente, um fato sem explicação no modelo desacelerado tradicional. Identificar a causa dessa aceleraçãoé hoje o problema mais fundamental daárea. Tal como ocorreu no renascimento científico, a solução norteará os rumos da disciplina no futuro próximo e as possíveis respostas (se energia escura, alguma extensão da relatividade geral ou um mecanismo ainda desconhecido) deverão também alavancar o desenvolvimento da física. Nesse contexto, sem abdicar de uma abordagem pedagógica, apresentamos uma visão geral tanto dos principais resultados teóricos quanto das descobertas observacionais mais significativas da cosmologia nosúltimos 100 anos. A saga da cosmologia moderna será apresentada numa trilogia. Neste artigo (Parte I ), com base nos artigos de Einstein, de Sitter, Friedmann, Lemaître e Hubble, descreveremos o período decorrido entre as origens da cosmologia e a descoberta da expansão Universal (1929). Na Parte II veremos o período de 1930-1997, finalizando com o velho modelo padrão desacelerado. A Parte III será inteiramente dedicada ao modelo acelerado do Universo, o paradigma cósmico do século XXI. Palavras-chave: Cosmologia, Astronomia Extragaláctica, Expansão do Universo, Lei de Hubble.We are experiencing a period of extreme intellectual effervescence in the area of cosmology. A huge volume of observational data in unprecedented quantity and quality and a more consistent theoretical framework propelled cosmology to an era of precision, turning the discipline into a cutting-edge area of contemporary science. Observations with type Ia Supernovae (SNe Ia), showed that the expanding Universe is accelerating, an unexplained fact in the traditional decelerated model. Identifying the cause of this acceleration is the most fundamental problem in the area. As in the scientific renaissance, the solution will guide the course of the discipline in the near future and the possible answers (whether dark energy, some extension of general relativity or a still unknown mechanism) should also leverage the development of physics. In this context, without giving up a pedagogical approach, we present an overview of both the main theoretical results and the most significant observational discoveries of cosmology in the last 100 years. The saga of cosmology will be presented in a trilogy. In this article (Part I ), based on the articles by Einstein, de Sitter, Friedmann, Lemaître and Hubble, we will describe the period between the origins of cosmology and the discovery of Universal expansion (1929). In Part II we will see the period from 1930 to 1997, closing with the old standard decelerated model. The Part II...