VIABILITAT D’UNA CONSTANT COSMOLÒGICA VARIABLE. CONTRAST AMB SNe Ia Diploma d’Estudis Avançats Setembre 2004 Cristina España i Bonet Tutora: Pilar Ruiz-Lapuente Col·laboració: Joan Solà Peracaula Ilya Shapiro

Sumari de la memòria Sumari Introducció Cosmologia amb SNe Ia Constant cosmològica i dinàmica de l’Univers Models amb running de la constant cosmològica Anàlisi detallat de l’Escenari 3 Contrast dels models amb SNe Ia a alt redshift Conclusions Sumari de la memòria Sumari Motivació Fenomenologia Contrast amb les observacions Conclusions

Motivació Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia

Motivació Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia

Interpretació de la Constant Cosmològica com a terme en les equacions d’Einstein geometria densitat d’energia com a energia quàntica del buit Partícules i camps però no el Higgs: Problema: Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia

? Constant Cosmològica variable Paràmetre dintre d’una teoria quàntica de camps Constant Cosmològica Quinta essència Dimensions Extra K-essència Gravetat escalar-tensorial Gas Chaplygin Models Cardassian Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia

Equacions del Grup de Renormalizació,EGR Fenomenologia Però primer teoria... teoria quàntica de camps... Acció a baixes energies: divergències ultraviolades Regularització, Renormalització. Trencament de la invariància d’escala Relació entre els paràmetres i l’escala: Equacions del Grup de Renormalizació,EGR Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia

EGR per a la Constant Cosmològica escala de renormalització dependència quàrtica en energia funció- Escenari 1: Escenari 2: Escenari 3: EGR en el marc cosmològic: Quina és l’escala de renormalització? Com es produeix el desacoblament? Escenaris cosmològics Dof lleugers, dof pesants, desacoblament suau Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia

Equació de continuïtat, Equació de Friedman –H(z)-, EGR Cas particular, Escenari 3: Equació de continuïtat, Equació de Friedman –H(z)-, EGR Sistema acoblat d’equacions diferencials dinàmica de l’Univers Univers pla , Índex cosmològic Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia

Equació d’estat Component X (camp de quinta essència...) Constant cosmològica Conservació de la matèria i la constant cosmològica conjuntament La matèria i la component X es conserven separadament Diferent expressió per al paràmetre de Hubble La constant cosmològica variable i un camp de quinta essència no són comparables directament. solució Definició d’una pseudoequació d’estat on matèria i CC es conserven separadament, tot i que SEMPRE! Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia

Pseudoequació d’estat (Riess et al. 2004) Pseudoequació d’estat per ! Aparentment energia fantasma, en realitat constant cosmològica. Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia

Supernoves del tipus Ia Contrast amb les observacions Supernoves del tipus Ia Objectes: Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia

Distància lluminositat Model Observacions Determinació de paràmetres Marginalització, Univers pla. Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia

? Resultats actuals Dades: 54 SNe de l’SCP M fix Escenari 1 Escenari 2 Massa dels neutrins lleugers ? Experiments futurs Simulació de dades Escenari 3 Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia

Simulació de dades Redshift 0<0,2 0,2<z<1,2 1,2<z<1,4 # SNe 50 1800 15 Model llavor: Càlcul de la magnitud teòrica (mteo) amb aquesta cosmologia on gaussiana Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia

Informació gaussiana a priori Resultats amb SNAP Informació gaussiana a priori Teorema de Bayes Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia

Altres distribucions. Resultats Redshift 0<z<0,2 0,2<z<1,7 # SNe 50 2000 Redshift 0<z<1 1<z<2 # SNe 250 1750 Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia

Un índex cosmològic diferent de zero serà distingible quan s’obtingui una gran quantitat de SNe Ia fins a z~2. Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia

Conclusions -teòriques La CC com a paràmetre d’una TQC experimenta una variació amb l’escala. Segons quina sigui aquesta escala i com es produeixi el desacoblament es donen diferents escenaris cosmològics. En general tots ells canvien la dinàmica de l’Univers que s’obté per una CC realment constant. Una CC variable és comporta com si tingués una pseudoequació d’estat variable amb la possibilitat d’observar w<-1. Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia

Conclusions -fenomenològiques Les dades actuals de SNe Ia a alt redshift donen una 1a determinació de mneutrins~ 0,01 eV, i es mostren compatibles amb el MS de partícules i el de cosmologia. No tots els paràmetres queden acotats amb les dades actuals i es fa necessària la planificació de nous experiments per a la detecció de SNe Ia a alt redshift. SNAP i distribucions alternatives de dades permetran distingir aquests models d’un de CC constant. Per distingir-lo d’un de quinta essència caldran arguments teòrics. Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia

Diploma d’Estudis Avançats Setembre 2004

Paràmetre de desceleració acceleració més recent acceleració llunyana Viabilitat d’una constant cosmològica variable. Contrast amb SNe Ia