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???metadata.dc.type???: Tese
Title: DARK DEGENERACY: THEORETICAL AND OBSERVATIONAL ASPECTS
???metadata.dc.creator???: BARBOSA DA FONSECA TEIXEIRA, DINORAH
???metadata.dc.contributor.advisor1???: SOUZA DE ALCANIZ, JAILSON
???metadata.dc.description.resumo???: O fato de que as equações de campo de Einstein conectam a geometria do espaço-tempo à contribuição total dos componentes escuros do substrato cósmico, ao invés de suas contribuições individuais, pode ser entendido como uma degenerescência no setor escuro do Universo. Consequentemente, modelos cosmológicos que apresentam decomposições distintas do setor escuro, mantendo valores idênticos da soma dos componentes escuros do tensor energia-momento, permanecem indistinguíveis mediante observações baseadas em medidas de distâncias. Nesta tese, investigamos aspectos cosmológicos dessa degenerescência do setor escuro no contexto de duas abordagens: (i) um vácuo interagente; (ii) um modelo de energia escura dinâmica. No primeiro trabalho, derivamos e estudamos alguns aspectos físicos de uma parametrização dinâmica uniparamétrica da energia escura, obtida a partir de um modelo interagente de gás de Chaplygin generalizado não adiabático. Determinamos que este modelo dinâmico não admite valores de energia escura fantasma. Realizamos uma análise de seleção de parâmetro utilizando os mais recentes dados observáveis disponíveis publicamente, como os dados do Planck 2018, eBOSS DR16, Pantheon e KiDS-1000. Sob essa análise, nós avaliamos como nosso modelo responde à tensão de S_8 ≡ σ_8(Ω_m/0.3)^{0.5}, uma quantidade cosmológica associada ao crescimento de perturbações cosmológicas. Encontramos que os dados de radiação cósmica de fundo (CMB) impõe fortes vínculos para este modelo e concluímos que a tensão de S8 pode ser aliviada apenas para valores de parâmetros para os quais o modelo se aproxima do ΛCDM. No segundo trabalho, exploramos a possibilidade de romper essa degenerescência através da utilização de medidas de fração de massa de gás observada em aglomerados galácticos gravitacionalmente relaxados e massivos. Esses dados são particularmente interessantes para esse propósito, visto que eles isolam a contribuição de matéria, possivelmente permitindo uma quebra da degenerescência. Estudamos o caso especial do wCDM e sua contrapartida interagente. Comparamos os resultados obtidos para as duas descrições do setor escuro com uma análise não-paramétrica obtida através de Processos Gaussianos. Apesar de que essa degenerescência pode ter sido desfeita do ponto de vista téorico, encontramos que os dados atuais de fração de massa de gás aparentam ser insuficientes para uma conclusão determinante sobre qual cenário cosmológico é favorecido, mesmo quando combinado com medidas de Supernova tipo Ia (SN Ia), Oscilações Acústicas de Bárions (BAO) e CMB.
Abstract: The fact that Einstein’s equations connect the space-time geometry to the total dark content of the cosmic substratum, but not to individual contributions of its constituents, can be translated into a degeneracy in the cosmological dark sector. Consequently, cosmological models featuring distinct decompositions within the dark sector, while sharing identical values for the sum of dark components' energy-momentum tensor, remain indistinguishable when assessed through observables based on distance measurements. In this thesis, we investigate cosmological aspects of this degeneracy in the dark sector in the context of two approaches: (i) an interacting vacuum; (ii) a dynamical dark energy model. In the first work, we derive and study some physical aspects of a varying one-parameter dynamical DE parametrization, obtained from an interacting non-adiabatic generalized Chaplygin gas (gCg) model. We find that this dynamical model does not allow phantom crossing. We perform a parameter selection using the most recent publicly available data, such as the data from Planck 2018, eBOSS DR16, Pantheon and KiDS-1000. In light of this analysis, we assess how our model responds to the S_8 ≡ σ_8(Ω_m/0.3)^{0.5} tension, a quantity associated to the growth of cosmological perturbations}. We find that the {data for the cosmic radiation background (CMB) impose strong constraints on the model and conclude that the S_8 tension can be alleviated only for values of the model parameters very close to the ΛCDM cosmology. In the second work, we explore the possibility of breaking this degeneracy by using measurements of the gas mass fraction observed in massive and relaxed galaxy clusters. This data is particularly interesting for this purpose because it isolates the matter contribution, possibly allowing the degeneracy breaking. We study the particular case of the wCDM model with its interactive counterpart. We compare the results obtained from both descriptions with a non-parametric analysis obtained through Gaussian Process. Even though the degeneracy may be broken at background level from the theoretical point of view, we find that current gas mass fraction data seems to be insufficient for a final conclusion about which approach is favored, even when combined with Supernovae type Ia (SN Ia), Baryon Acoustic Oscillations (BAO) and CMB measurements.
Keywords: Palavras-chave:
???metadata.dc.subject.cnpq???: ASTROFISICA EXTRAGALACTICA::COSMOLOGIA
Language: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Observatorio Nacional
???metadata.dc.publisher.initials???: ON
???metadata.dc.publisher.department???: Divisão de Programas de Pós-Graduação - DIPPG
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-Graduação em Astronomia
Citation: BARBOSA DA FONSECA TEIXEIRA, DINORAH. DARK DEGENERACY: THEORETICAL AND OBSERVATIONAL ASPECTS. 2024., 111 PÁGINAS da Tese no Programa de Pós-Graduação em Astronomia) - ON - Rio de Janeiro
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: http://localhost:8080/tede/handle/tede/188
Issue Date: 31-Oct-2024
Appears in Collections:Teses de Doutorado PPGA

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