@PHDTHESIS{ 2024:1015337506, title = {COSMOLOGICAL APPLICATIONS OF FAST RADIO BURSTS}, year = {2024}, url = "http://localhost:8080/tede/handle/tede/189", abstract = "As \textit{fast radio bursts} (FRBs) são uma nova classe de eventos transitórios de alta energia com curta duração na faixa da frequência do rádio de algumas centenas a alguns milhares de MHz. Embora o mecanismo físico responsável por estes eventos ainda esteja em debate, o grande valor da medida de dispersão observada ($\mathrm{DM}$) acima da contribuição da Via Láctea sugere uma origem extragaláctica ou cosmológica para as FRBs. Ao identificar a origem da explosão, é possível medir diretamente o \textit{redshift} e combiná-lo com $\mathrm{DM}$ e, assim, estudar cosmologia. Por exemplo, a partir da relação $\mathrm{DM}-z$ pode-se testar o princípio da equivalência fraca ou restringir os parâmetros cosmológicos, como a fração da massa de bárions no meio intergaláctico ($f_{\mathrm{IGM}}$, onde IGM denota o meio intergaláctico, vindo do inglês {\it intergalactic medium}) e a constante de Hubble. Desde a primeira FRB descoberta em 2007 pelo telescópio Parkes, quase mil eventos foram detectados por novos telescópios. No entanto, apenas alguns FRBs na literatura estão bem localizados (com \textit{redshift} da galáxia hospedeira), e este número não é ainda grande o suficiente para realizar análises estatísticas robustas num cenário cosmológico. As outras questões nas análises das FRB são: (i) o $f_{\mathrm{IGM}}$ é fortemente degenerado com os parâmetros cosmológicos e não está bem restrito; (ii) a grande variância no $\mathrm{DM}$ devido às heterogeneidades na densidade de elétrons cósmicos não é bem modelada; (iii) e por último, o conhecimento limitado da contribuição da galáxia hospedeira. Neste contexto, na primeira parte desta Tese, discutimos em detalhes as principais características astrofísicas dos FRBs. Na segunda parte, que discute algumas aplicações de FRBs em cosmologia, apresentamos um método independente do modelo cosmológico para estimar o $f_{\mathrm{IGM}}$ e a contribuição da galáxia hospedeira, combinando FRBs com galáxias hospedeiras localizadas e de dados de supernovas tipo Ia. Usamos os dados mais atuais das FRBs observadas e, em seguida, exploramos como pesquisas futuras irão melhorar a estimativa desses parâmetros, simulando os dados de FRBs a partir do método de simulação de Monte Carlo. Além disso, testamos nossas teorias físicas buscando uma variação espaço-temporal das constantes fundamentais. Em particular, utilizamos a medida de dispersão de FRBs para investigar uma possível evolução do \textit{redshift} da constante de estrutura fina ($\alpha$), considerando o cenário do \textit{runaway dilaton}. Usando um método independente do modelo cosmológico, derivamos novas expressões para a dependência de $\mathrm{DM}$ em relação à constante de estrutura fina.", publisher = {Observatorio Nacional}, scholl = {Programa de Pós-Graduação em Astronomia}, note = {Divisão de Programas de Pós-Graduação - DIPPG} }