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???metadata.dc.type???: Tese
Title: Reconstrução Não Paramétrica das Perturbações Cosmológicas
???metadata.dc.creator???: GONZALEZ SANCHEZ, JAVIER ERNESTO
???metadata.dc.contributor.advisor1???: SOUZA DE ALCANIZ, JAILSON
???metadata.dc.description.resumo???: Os grandes levantamentos astronômicos atuais têm nos permitido o acesso a uma crescente quantidade de dados de alta precisão. Por tal motivo, faz-se necessária a exploração de diferentes técnicas para modelar e extrair o máximo de informações destes dados. A principal abordagem utilizada para modelar as observações consiste na proposição de uma forma funcional que descreva o comportamento dos dados, deixando à análise estatística a restrição dos parâmetros livres do nosso modelo inicial. Nos últimos anos, têm-se utilizado de maneira crescente métodos não paramétricos, onde não se assume um comportamento funcional \textit{a priori} dos dados, permitindo resultados menos enviesados pela escolha arbitrária do experimentador. Neste caso, os resultados são independentes de modelo. Nesta tese, estudamos alguns dos métodos não paramétricos melhor sucedidos na área da cosmologia e os aplicamos em problemas específicos de grande interesse no estudo da aceleração cósmica. Assim, o nosso objetivo principal é obter resultados independentes de modelos cosmológicos a partir dos dados observacionais dos levantamentos astronômicos mais recentes. Inicialmente, aplicamos os métodos não paramétricos de Processos Gaussianos e Suavização para reconstruir o parâmetro de Hubble a partir de observações provenientes de idades de galáxias em redshifts baixos e intermediários. Estes dados são considerados independentes de modelos cosmológicos e de modelos de síntese de populações estelares. Por tal motivo, é esperado que nossos resultados não estejam enviesados ao utilizar métodos estatísticos e dados independentes de modelos teóricos. Esta reconstrução da taxa de expansão é utilizada para calibrar SNs Ia e estudar as suas implicações no modelo cosmológico padrão. Na segunda parte, com o objetivo de quebrar a degenerescência entre modelos de energia escura e teorias de gravidade modificada no nível de \textit{background}, exploramos as perturbações cosmológicas de matéria no regime linear caracterizadas pelo contraste de densidade, a taxa e o índice de crescimento. Aplicamos métodos não paramétricos aos dados de $H(z)$ provenientes de idades de galáxias e de quasares em altos redshifts. Com as informações da taxa de expansão, do parâmetro atual de densidade da matéria -dado pelas colaborações Planck e WMAP- e assumindo que o Universo é homogêneo e isotrópico e a Relatividade Geral como teoria de gravitação, reconstruímos as perturbações de matéria e comparamos com as estimativas destas quantidades provenientes do estudo da estrutura em grande escala do Universo. Além disto, calculamos um teste nulo do modelo cosmológico padrão utilizando tanto quantidades de \textit{background} quanto quantidades perturbativas, encontrando uma tensão de até $3\sigma$ dependendo da fração atual de matéria assumida no cálculo. Finalmente, generalizamos a solução destas quantidades perturbativas para cenários de gravidade modificada. Neste caso, encontramos um bom acordo com os cálculos teóricos e os nossos cálculos a partir da reconstrução não paramétrica da expansão cósmica. Concluímos que as reconstruções das perturbações de matéria a partir de observáveis de \textit{background} pode ser um método efetivo para distinguir teorias de gravidade modifica, principalmente com o advento de melhores dados do mapeamento da estrutura em grande escala do Universo.
Abstract: The current large astronomical surveys have allowed us access to a growing quantity and quality of observational data. For this reason, it is necessary to explore different techniques to model and extract the maximum information from these data. The main approach used to model the observations is the parametric one where it is proposed a functional form to describe the behaviour of the data, leaving in the statistical analysis the restriction of the free parameters of our initial model. In recent years, non-parametric methods have been used more frequently, where an a priori functional behaviour of the data is not assumed, obtaining results less biased by the arbitrary choice of the experimenter. In this case, the results are model independent. In this thesis, we have studied some of the most successful non-parametric methods in the area of cosmology and applied them to specific problems of great interest in the study of the cosmic acceleration. Thus, our main objective is to obtain cosmological-model-independent results from the most recent astronomical surveys data. % First, we apply the non-parametric methods, so-called Gaussian Processes and Non-Parametric Smoothing, to reconstruct the Hubble parameter from galaxy ages observations in low and intermediate redshifts. These data are considered to be cosmological and stellar population model independent. For this reason, it is expected that our results are bias free because both the statistical methods and data are model independent. This expansion rate reconstruction is used to calibrate SNe Ia and study their implications on the standard cosmological model. In the second part, in order to break the existing degeneracy at the background level between dark energy models and modified gravity theories, we explore the cosmological matter perturbations at the linear regime characterized by the matter density contrast, the growth rate and the growth index. We apply non-parametric methods to galaxy ages and high-$z$ quasars $ H(z) $ data. With the expansion rate information, the current matter density parameter -given by Planck and WMAP collaborations- and assuming that the Universe is homogeneous and isotropic and General Relativity as a theory of gravitation, we reconstruct the matter perturbations and compare them with the estimates of the matter perturbation quantities from the mapping of the large-scale structure of the Universe. In addition, we calculated a null test of the standard cosmological model using background and perturbative quantities. We find a tension ($\sim 3 \sigma$) depending on the current matter density parameter assumed in the calculation. Finally, we generalize the solution of the perturbative quantities to modified gravity scenarios. In this case, we find a good agreement with our calculations from the non-parametric reconstruction of the cosmic expansion and the theoretical ones. We conclude that reconstructions of matter perturbations from background observables may be an effective method to distinguish modified gravity theories, mainly with the advent of high quality data from the mapping of the large-scale structure of the Universe.
Keywords: Cosmologia;reconstrução não paramétrica;perturbações de matéria;energia escura;gravidade modificada;aceleração cósmica.
???metadata.dc.subject.cnpq???: ASTRONOMIA::ASTRONOMIA DE POSICAO E MECANICA CELESTE
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: MARINELLO ASSIS DE OLIVEIRA, MURILO. AGN at low and high redshifts: physical properties and co-evolution of galaxies and black holes. 2019, 125 páginas da Tese do Programa de Pós-Graduação em Astronomia - Observatório Nacional, ON .
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: http://localhost:8080/tede/handle/tede/86
Issue Date: 26-Feb-2018
Appears in Collections:Teses de Doutorado PPGA

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