@PHDTHESIS{ 2019:859285324, title = {Gravidade Modificada e Cosmologia}, year = {2019}, url = "http://localhost:8080/tede/handle/tede/82", abstract = "Resumo: Entender a origem da expansão acelerada atual é um dos maiores desafios da cosmologia neste momento. No contexto do modelo cosmológico padrão, essa aceleração é atribuída à energia escura através de um termo de constante cosmológica $\Lambda$. Todavia, desconhecer a natureza dessa componente, assim como a existência de outros problemas em aberto no modelo padrão, desencadeou o interesse por cenários alternativos para explicar o mecanismo por trás da aceleração cósmica. Neste sentido, têm-se utilizado diferentes extensões da Teoria da Relatividade Geral, como a introdução de campos ou dimensões extras ou ainda generalizações do escalar de Ricci, $R$, presente na Lagrangiana de Einstein-Hilbert, por uma função geral $f(R)$. As teorias $f(R)$ constituem uma das principais extensões da Relatividade Geral, mas é comum encontrarmos funções mais gerais de outras quantidades escalares como, por exemplo, o invariante de curvatura de Gauss-Bonnet, $\mathcal{G}$, construído a partir dos tensores de Riemann e Ricci. Todas essas modificações apresentam uma característica em comum de explicar a expansão acelerada sem recorrer à introdução de uma componente exótica de energia. Nesta tese, analisamos a viabilidade dinâmica e observacional de teorias de gravidade $f(R,\mathcal{G})$. Inicialmente, aplicamos a abordagem de sistemas dinâmicos a uma classe de teorias do tipo $f(R,\mathcal{G})=\alpha R^{n}\mathcal{G}^{1-n}$ para estudar sua dinâmica cosmológica. A partir da análise de estabilidade dos pontos fixos, que são soluções de um sistema de equações diferenciais representando a dinâmica de evolução do Universo, mostramos que esta classe de modelos não consegue reproduzir a sequência padrão de eras cosmológicas por não possuir uma era dominada pela matéria. Posteriormente, examinamos as predições teóricas e observacionais da classe de modelos $f(R,\mathcal{G})=\alpha R^{n}\mathcal{G}^{1-n}$ considerando soluções do tipo lei de potência. Para tal, comparamos as predições teóricas com as observações cosmológicas mais recentes, incluindo dados da RCF, de SNe Ia, medidas locais do parâmetro de Hubble e dados da estrutura em grande escala do Universo. Isto foi feito empregando uma análise MCMC afim de vincular os parâmetros cosmológicos associados ao modelo, o que resultou em soluções de aceleração viáveis a partir de termos geométricos, que descrevem os dados observacionais sem incluir energia escura. Todavia, a análise estatística mostrou um forte suporte ao modelo de referência ($\Lambda$CDM), tal que podemos descartar este modelo como um modelo cosmológico viável. Por fim, motivados por resultados recentes que mostram o cenário inflacionário de Starobinsky - $f(R) = R + \alpha R^2$ - como o melhor ajuste aos dados atuais da RCF, exploramos uma extensão deste modelo, baseada na equivalência entre as teorias $f(R)$ e as teorias escalar-tensoriais. Discutimos a dinâmica inflacionária do modelo estendido, assim como investigamos seus aspectos teóricos e predições observacionais. Neste caso, os resultados obtidos não são muito restritivos, pois as predições são muito similares àquelas do modelo $\Lambda$CDM (dentro da região de $95\%$ de confiança). Concluímos, portanto, que é necessária uma análise complementar considerando todo o espaço de parâmetros e utilizando um conjunto maior de dados observacionais.", publisher = {Observatorio Nacional}, scholl = {Programa de Pós-Graduação em Astronomia}, note = {Divisão de Programas de Pós-Graduação - DIPPG} }