Diploma d’Estudis Avançats Setembre 2004

Diploma d’Estudis AvançatsSetembre 2004

VVIABILITAT D’UNA IABILITAT D’UNA CONSTANT COSMOLÒGICA CONSTANT COSMOLÒGICA

VARIABLE. VARIABLE. CCONTRAST ONTRAST

AMB AMB SNSNee I Iaa

Tutora:

Pilar Ruiz-Lapuente

Col·laboració:

Joan Solà Peracaula Ilya Shapiro

Cristina España i Bonet

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 memòriaSumari de la memòria Sumari Sumari

Motivació

Fenomenologia

Contrast amb les observacions

Conclusions

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

Motivació


Motivació

c

MM

c

1 kM

3220

2 11)( zzHzH Mk

Nc G

H

8

3 0


Interpretació de la Constant Cosmològica

com a terme en les equacions d’Einstein

gTGG N8 TGgG N8

geometria densitat d’energia

com a energia quàntica del buit

VgT Partícules i camps 0V

però no el Higgs:484 10 GeVmV HH

Problema:

induïdaEinsteinefectivaobservada GeV 44710


?

Quinta essència

Constant Cosmològica

Dimensions Extra

Gravetat escalar-tensorial

Models Cardassian

K-essència

Gas Chaplygin

Constant Cosmològica variable

Paràmetre dintre d’una teoria quàntica de camps


Fenomenologia

...

16

14 RG

gxdSN

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


EGR per a la Constant Cosmològica

j i iiiijj CMBmA

Gd

d 4224

24

1

8

escala de renormalització

dependència quàrtica en energiafunció-

EGR en el marc cosmològic:

Quina és l’escala de renormalització?

Com es produeix el desacoblament?

Esce

naris

cosm

olò

gics

,...,,, 12/14/1 tHR

Dof lleugers, dof pesants, desacoblament suau

Escenari 1:

Escenari 2:

Escenari 3: HRM

M

m

i

i

i

~~,

~,

~,

2/1

4/1

4/1


HM i ~, Cas particular, Escenari 3:

Sistema acoblat d’equacions diferencials

)...(),(),( zHzz dinàmica de l’Univers

Equació de continuïtat, Equació de Friedman –H(z)-,

EGR

130 1),( zz 11

1),( 13

00

zz

Univers pla ,

Índex cosmològic 2

2

12 PlM

M

1


Equació d’estat

Constant cosmològica

SEMPRE!

Component X (camp de quinta

essència...)1

p

w !1)( p

zw

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.

1,...),,( tzw

solu

ció

Definició d’una pseudoequació d’estat on matèria i CC es conserven separadament, tot i que


Pseudoequació d’estat

01~ w per !

Aparentment energia fantasma,

en realitat constant cosmològica.

(Riess et al. 2004)


Contrast amb les observacions

Obj

ecte

s:

Sup

erno

ves

del t

ipus

Ia


Distància lluminositat

z

MK

K

L dzzH

H

H

zcd

0

0

0

'),,,'(

sinn)1(

Observacions

LdHHMm 00 log525log5

Model

Determinació de paràmetres

),,,,(2 Μ M

),(2

Marginalització, Univers pla.


Resultats actuals Dades: 54 SNe de l’SCP

Esce

nari

1

Esc

en

ari

2

Esce

nari 3

Massa dels neutrins lleugers

9.0

eV01.0

m)!cosmologiaMS(7.0

)!partículesMS(12

?

M fix

Experiments futurs

Simulació de dades


Simulació de dades

Redshift 0<0,2 0,2<z<1,2 1,2<z<1,4 1,4<z<1,7

# SNe 50 1800 50 15

Model llavor: ,, M

Càlcul de la magnitud teòrica (mteo) amb aquesta cosmologia

5,1

02,0zssistemàtic

mteoobs mm

nn m on gaussiana

15,0intrínsec


Resultats amb SNAP

Informació gaussiana a priori

Teorema de Bayes


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


Un índex cosmològic diferent de zero serà

distingible quan s’obtingui una gran quantitat de SNe Ia

fins a z~2.


Conclusions

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.

-teòriques


Conclusions

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.

-fenomenològiques

Diploma d’Estudis AvançatsSetembre 2004


Paràmetre de desceleració

),(2

zqa

aaq

acceleració més recent

0 0

acceleració llunyana

Diploma d’Estudis Avançats Setembre 2004

Documents

Transcript of Diploma d’Estudis Avançats Setembre 2004