Jornal Mato-Grossense de Física
ISSN Eletrônico: 2965-1964 Programa de Pós-Graduação em Física - IF/UFMT
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JMFis 7-2, 78 (2024)
Fundamentos de cosmologia e mecanismo inflacionário
Autor
R. R. Cuzinatto
Resumo
“The Cosmos is all that is or ever was or ever will be” (Carl Sagan). A cosmologia física é o estudo do universo em larga escala, sua estrutura, sua história, seu destino. Partindo das evidências observacionais, construiremos as equações (diferenciais acopladas) descrevendo o modelo homogêneo e isotrópico para o Cosmos. Encontraremos soluções particulares dessas equações, com destaques para a solução de poeira (nós: “poeira de estrelas”), para a solução de matéria escura (produzindo “the Force binds the galaxy together”), para a solução de energia escura (o Λ que engendra a aceleração atual). A história do universo inclui seu começo: o evento do Big Bang, seguido de uma expansão inflacionária. Abordaremos a proposta do universo inflacionário, com enfoque no modelo tradicional via dinâmica de rolamento suave de um campo escalar. Essa é a base de modelos de inflação mais sofisticados, como o modelo de Starobinsky—atualmente o mais favorecido pelas observações da radiação cósmica de fundo em microondas (CMB).
Abstract
“The Cosmos is all that is or ever was or ever will be” (Carl Sagan). Physical cosmology is the study of the universe in its largest scales, its history, its ultimate destiny. Stating from observational hints, we shall build the coupled differential equations describing the homogeneous and isotropic model for the Cosmos. We will compute particular solutions of these equation, such as those for the dust-matter component (us: “star dust”), for the dark matter (the stuff producing: “the Force binds the galaxy together”), for the dark energy (the Λ responsible for the present day acceleration). The history of the universe includes its beginning: the event of the Big Bang followed by an inflationary solution. We will approach the inflationary universe proposal with emphasis in the traditional scalar field dynamics executing a slow-roll mechanism. This is the basis of more sophisticated inflationary models, including the Starobinsky model—currently the most favored by the observations of the cosmic microwave background radiation (CMB).
DOI
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