PAINEL 17
ENERGIA ESCURA HÍBRIDA
Fabio Cabral
UERN
Exploramos as implicações cosmológicas de um novo cenário de quinta-essência comandado por um
campo escalar homogêneo que apresenta comportamento híbrido durante a evolução cósmica. A
dinâmica do campo escalar apresenta comportamentos distintos quando ele evolui até o mínimo do
potencial. Os modelos são chamados de thawing quando a equação de estado cresce a partir de -1,
ficando menos negativa; ou freezing, quando a equação de estado diminui a partir de w<-1, ficando
mais negativa. Argumentamos que tal comportamento pode reconciliar a preferência dos dados
cosmológicos por modelos freezing com a impossibilidade de definir um observável no contexto de
teorias Strings/M devido a existência um horizonte de eventos cosmológico em um Universo
assintoticamente de Sitter como, e. g., cenários puramente freezing.
PAINEL 19
ANÁLISE DE INDICADORES DE NÃO-GAUSSIANIDADE APLICADOS A MAPAS DA
RADIAÇÃO CÓSMICA DE FUNDO EM MICROONDAS
Mariana Cunha Costa, Carlos Alexandre Wuensche
DAS/INPE
A Radiação Cósmica de Fundo em Microondas (RCFM) é um sinal eletromagnético, vindo de todas as
direções do céu, cujo espectro de radiação corresponde ao espectro de um corpo negro a 2,725 K.
Apesar de predominantemente isotrópicos, os mapas da RCFM obtidos pelo satélite WMAP
-5
apresentam pequenas anisotropias - da ordem de 10 K. Tais anisotropias podem ter origem em
perturbações iniciais de origem inflacionária, que obedecem uma distribuição gaussiana, ou
perturbações iniciais geradas por defeitos topológicos, cuja origem é possivelmente não-gaussiana.
Testar a existência de sinais não-gaussianos nas flutuações de temperatura da RCFM é importante
para a validação de diversas classes de modelos inflacionários. Este trabalho analisa características
dos mapas reais da RCFM, feitos pelo satélite WMAP, de mapas simulados do satélite Planck e de
mapas simulados com diferentes funções de distribuição de probabilidades (PDFs) - gaussianas e nãogaussianas. A análise estatística é baseada na distribuição de regiões com temperatura acima e
abaixo de um limiar estabelecido a partir das propriedades dos mapas (“hot and cold spots"). Os
mapas simulados são construídos pelo pacote computacional HEALPix (“Hierarchical Equal Area
isoLatitude Pixelization of a sphere"), com os Cl gerados a partir da inclusão de condições iniciais
produzidas com PDFs não-gaussianas e gaussiana no código CAMB (“Code for Anisotropies in the
Microwave Background"). Foram gerados dois conjuntos de mapas com parâmetros do Modelo
Cosmológico Padrão e condições iniciais gaussiana e não-gaussiana (PDF gerada a partir de potências
de uma distribuição gaussiana). Uma análise preliminar da distribuição média de "hot and cold spots"
produziu 103 pontos quentes e 102 pontos frios para a distribuição gaussiana, e 546 pontos quentes e
546 pontos frios para a não-gaussiana, indicando a viabilidade dessa ferramenta para o estudo de nãogaussianidade em mapas da RCF. Outras distribuições não-gaussianas na presença de ruído serão
investigadas futuramente.
PAINEL 21
MODELOS DE UNIVERSO INFLACIONÁRIO
Rodrigo Rocha Cuzinatto, Lara Jardim Grossi
UNIFAL
As observações de Hubble das nebulosas em recessão, e sua célebre relação linear entre velocidades e
distâncias, a um tempo confirmaram as previsões teóricas de Friedmann para um universo em
expansão e aboliram a necessidade de introdução da constante cosmológica nas equações de Einstein.
Os modelos de Friedmann prevêem um universo em expansão desacelerada sob o domínio da radiação
ou da matéria. Essas previsões constituem o cerne do modelo de Big Bang. Afinal, se o universo está
epandindo-se hoje, então no passado distânte ele deve ter ocupado um volume diminuto de densidade
altíssima, a partir do qual tudo evoluiu. O Big Bang permitiu explicar a abundância dos elementos
químicos leves e a homogeneidade da radiação cósmica de fundo em microondas (RFM). Porém, esse
mesmo sucesso apresentaria um problema ao modelo padrão da cosmologia: como explicar a
homogeneidade de uma parte em cem mil observada na distribuição de temperatura da RFM no bojo
da teoria do Big Bang? Regiões muito distantes do céu não poderiam estar em contato causal mesmo
no universo primordial, e, por isso, não haveria possibilidade dessas regiões afastadas estarem em
equilíbrio térmico. As observações puseram um outro sério problema ao modelo padrão: como explicar
o fato de o universo ter um valor de densidade tão próximo da densidade crítica, necessária para uma
curvatura zero da seção espacial? As duas perguntas aqui colocadas são também chamadas de
problema do horizonte e problema da planura. Em 1981, surgiu uma proposta para resolver esses dois
impasses para o modelo padrão, proposta essa que foi cunhada de Inflação. Segundo esse paradigma,
o universo inflacionário foi a fase inicial de expansão acelerada vertiginosa do cosmo. Essa aceleração
assombrosa planificaria qualquer curvatura do tecido do espaço-tempo, e também garantiria que
regiões do céu que hoje parecem muito afastadas estivessem na verdade conectadas causalmente no
passado. Em nossa apresentação percorreremos este longo caminho de desenvolvimento da cosmologia
enfatizando o cunho didático do trabalho. Discutiremos como usar o campo escalar inflaton para
engendrar a solução para o fator de escala das equações de Friedmann com segunda derivada
temporal positiva. Mostraremos o modelo mais simples de universo inflacionário, bem como alguns
modelos que se desenvolveram a partir dele, como os modelos de inflação caótica de Linde e slow roll;
pensando na utilidade educativa do trabalho, discutiremos as relações entre os diferentes modelos de
inflação.
PAINEL 23
DETECÇÃO AUTOMATIZADA DE ARCOS GRAVITACIONAIS UTILIZANDO O MÉTODO
MEDIATRIX
Clécio Roque De Bom1,2, Martin Makler1,2, Marcelo Portes de Albuquerque1, Cristina Furlanetto3,2,
Basílio Santiago3,2
1 - CBPF
2 - LINEA
3 - UFRGS
A abundância e a morfologia dos arcos gravitacionais podem fornecer informações sobre a distribuição
de massa nas regiões centrais de galáxias e aglomerados de galáxias, bem como restringir modelos
cosmológicos. O número de arcos identificados em imagens aumentará em uma ou mais ordens de
grandeza à medida que os levantamentos de grande área da próxima geração — tais como o Dark
Energy Survey (DES) — entrarem em operação. O aumento na quantidade de dados a serem
analisados torna a detecção automatizada uma necessidade premente. No presente momento não
existe uma ferramenta padrão, testada e caracterizada para a detecção dos arcos. A maior parte dos
métodos propostos para a detecção automatizada de arcos baseia-se na realização de medidas nos
objetos identificados nas imagens astronômicas, como por exemplo, no seu comprimento e largura.
Neste trabalho propomos um novo método que explora a característica dos arcos serem geralmente
curvos. Ele é baseado no método que denominamos Mediatrix Decomposition, através do qual objetos
alongados são decompostos em uma série de segmentos orientados, ou filamentos. Nós testamos
diversas análises baseadas nesses segmentos para obter indicadores que identifiquem os objetos como
arcos. Como nenhuma das medidas propostas testadas mostrou-se, individualmente, como um bom
discriminante de arcos, decidimos implementar um método de redes neurais que utiliza um
subconjunto dessas medidas para discriminar entre arcos e objetos que não são arcos. O método foi
treinado e validado em um grupo de objetos arqueados simulados. Esses objetos foram gerados pelo
código PaintArcs que adiciona arcos gerados através de uma função analítica à imagens astronômicas
levando em conta efeitos da função de espalhamento de ponto (PSF) . Nesta contribuição
apresentaremos o método de decomposição em filamentos Mediatrix Decomposition, os diversos
discriminantes propostos para arcos gravitacionais e o método de detecção da implementação com
redes neurais. Em nossos resultados preliminares foram recuperados cerca de 70% dos arcos e cerca
de 20% de falsos positivos.
PAINEL 25
ESTUDO ESTATÍSTICO DAS ASSIMETRIAS E NÃO-GAUSSIANIDADE DA RCFM
Isadora Domingos, Ivan Ferreira
UnB
A possibilidade de que a distribuição de matéria em grande escala não seja homogênea em nosso
Universo é atualmente um tópico de bastante pesquisa. Tal fenômeno deverá produzir efeitos
mensuráveis em um observável cosmológico, como por exemplo, a Radiação Cósmica de Fundo em
Microondas (RCFM). O estudo da RCFM é muito importante para a cosmologia moderna, pois
possibilita tecer vínculos precisos sobre vários parâmetros cosmológicos, como por exemplo a razão
entre a matéria e radiação e o número de neutrinos. A primeira observação de anisotropias da RCFM
foi através do satélite da NASA Cosmic Background Explorer (COBE) e depois foi confirmada pelo seu
substituto também pertencente a NASA, o Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), assim
como por outros instrumentos em solo ou em balões. O objetivo deste trabalho de iniciação científica
encontrar assimetrias e não-Gaussianidade nos dados coletados do WMAP, principalmente nos dados
de 7 anos. Os dados utilizados foram disponibilizados no Legacy for Microwave Background Data
Analysis (LAMBDA/GSFC/NASA). Neste, pode-se encontrar ferramentas, como o HEALpix e o
CMBfast, empregadas neste trabalho. O trabalho consiste na análise estatística das flutuações de
temperatura em regiões do céu, e na comparação dos resultados com resultados advindos de dados de
mapas simulados pelo método Monte Carlo, inclusive com frações conhecidas de não-gausssianidade.
A análise se baseia no cálculo dos três funcionais de Minkowski para pequenas calotas circulares
distribuídas por todo o mapa. Esta análise é complementada pelo cálculo da skewness e da kurtosis
para as mesmas regiões. A técnica se mostrou útil na detecção de não-gaussianidade embutida
artificialmente nos mapas, assim como decorrente de contaminação residual por meio de foregrounds
(emissão galáctica). Por outro lado não foram encontrados resultados conclusivos quando da análise
dos mapas limpos de 7 anos do WMAP.
PAINEL 27
ANÁLISE ESTATÍSTICA DAS FLUTUAÇÕES DE TEMPERATURA DA RADIAÇÃO
CÓSMICA DE FUNDO
Marcos Amarante Garcia Júnior, Thiago Ferreira Tavares, Adhimar Flávio Oliveira,
Armando Bartolome Bernui Leo
Universidade Federal de Itajubá
As flutuações de temperatura da Radiação Cósmica de Fundo (RCF) contém informações valiosas
sobre a estrutura e evolução do Universo. Apesar do sucesso do modelo cosmológico padrão em
explicar os dados da RCF obtidos pelo satélite WMAP, ainda há incógnitas a serem desvendadas.
Neste trabalho estudamos em detalhe as propriedades estatísticas da RCF, em particular buscamos
estabelecer a possível existência, ou não, de desvios da Gaussianidade, ainda que pequenos. O
interesse nestes desvios se deve ao fato que existem diversos modelos inflacionários que prevêem tais
desvios, assim, confirmar ou descartar a presença deles nos dados ajudará a conhecer a física do
Universo primordial. Para que estas análises tenham sucesso, precisamos testar a capacidade de
aferidores de detectar desvios de Gaussianidade muito pequenos. Os aferidores testados são os
coeficientes de aproximação e os coeficientes de detalhes da transformada wavelet. O nosso método
consiste em analisar os mapas de céu inteiro aplicando o processo de multiresolução através da
wavelet Daubechies. Nós quantificamos a informação estatística contida nestes mapas extraindo-se
seu espectro de potência angular e a comparamos com similares espectros obtidos através de mapas
Monte Carlo produzidos segundo o modelo padrão ΛCDM com a adição de um ruído Gaussiano que
simula o ruído esperado nos instrumentos do satélite WMAP. Também testamos nossos aferidores
com Monte Carlo ΛCDM com a adição de um pequeno desvio da Gaussianidade parametrizado pelo
escalar fNL, que é o parâmetro escalar que caracteriza uma classe de modelos inflacionários.
Lembremos que o limite de detecção atual deste parâmetro é fNL=+74. Mostramos que o processo de
multiresolução é capaz de identificar desvios de Gaussianidades, devido a contaminantes galácticos,
nos mapas das bandas V e W, mas não detecta os desvios no mapa ILC, o que quantificamos com o
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teste do χ .Finalmente, nós também testamos a robusteza dos nossos aferidores.