Modelos de universo e equação de estado na cosmologia

Abstract

Neste trabalho fazemos uma revisão do modelo cosmológico padrão, o modelo de Friedmann, e estudamos o modelo de universo de de Sitter, que é o paradigma de uma expansão acelerada para o fator de escala cósmico - fato que caracteriza a Inflação e parece ocorrer hoje, segundo indicam observações recentes. Tendo em vista essas mesmas observações, que atribuem uma importância cabal à constante cosmológica como fonte da gravitação em escala cósmica, extendemos o modelo de Friedmann para incluir o termo A. A necessidade de entender o significado físico da constante cosmológica leva-nos a discutir o papel da pressão na cosmologia em contraponto com a pressão na mecânica estatística. Mostramos, ao final, um mecanismo para a geração de pressão negativa, o que pode ser equivalente à presença da constante cosmológica. Tal mecanismo é baseado na introdução de uma interação do tipo nuclear entre os constituintes do fluido que se supõe como conteúdo do cosmo. O tratamento que culmina na obtenção de uma equação p(T) envolve a teoria das expansões em cluster e a do equilíbrio químico sob a hipótese de simetria entre matéria e antimatéria.

Abstracts: We make review of the standard model of physical cosmology, the Friedmann model, and study the de Sitter's universe, which is the paradigm of an accelerated expansion of the cosmic scale fator - fact that characterizes the Inflation which seems to happen today, according to recent observations. Keeping in mind these observations, which give a major importance to the cosmological constant as the source of gravitation, we perform an extendion of the Friedmann model to include the A-term. The will to understand the physical meaning of the cosmological constant leads us to discuss the role of pressure in cosmology in counterpoint to that of pressure in statistical mechanics. One shows, finally, a mechanism to the generation of negative pressure, which can be equivalent to the presence of A. This mechanism is based on the introduction of nuclear interactions among the constituents of the fluid which is supposed to fill the universe. The treatment by which we obtain an equation p(T) involves the theory of cluster expansions and the theory of chemical equilibrium under the hypothesis of symmetry between matter and antimatter.