Universidad Complutense de Madrid
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Cosmological coherent fields
Campos coherentes cosmológicos

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Núñez Jareño, Santos José (2018) Cosmological coherent fields. [Thesis]

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Abstract

Thanks to the quality and variety of recent observations, we are now capable of measuring cosmological parameters with a 1% precision. For a decade, we can talk about a precision cosmological science. However, even if we have a good control over the universe evolution from nucleosynthesis, the fundamental nature of its energetic content still remains elusive. On the one side, the cause of the current accelerated expansion is still unknown, this is the so-called “Dark Energy” problem. The most conservative proposal assumes the domination of a cosmological constant, with two contributions: a geometric term that arises naturally in Einstein equations and a vacuum energy of quantum origin. This explanation has theoretical difficulties; however, other models capable of generating such an acceleration are speculative and it is not clear that they do not suffer from similar problems. On the other hand, we also ignore the fundamental nature of the major part of the matter content. The measurements of the astrophysical objects mass from their luminosity underestimate systematically their total mass. This is known as the “Dark Matter” problem. The most popular explanation postulates the existence of a cold non-barionic component that does not (or weakly) interact with photons. It is finally worth mentioning the necessity of including an extra element to the cosmological standard model. On the one hand, initial conditions inferred from observations are very specific, for instance an universe with flat spatial sections is unstable as a solution of the Einstein equations. On the other hand, regions that would have not been in causal contact at decoupling have the same thermal spectrum. Moreover, the spectrum of inhomogeneities seems to be almost scale invariant. In order to solve these problems, the cosmological model is usually supplemented with a primordial period of accelerated expansion known as “inflation”...

Resumen (otros idiomas)

Gracias a la calidad y variedad de las observaciones actuales, somos capaces demedir los parámetros cosmológicos con uma precisión de entorno a un 1%. Es por eso que desde hace ya una década podemos hablar de una cosmología de precisión. Sin embargo, a pesar de tener una buena comprensión de la evolución del universo desde la nucleosíntesis, la naturaleza fundamental de su contenido energético sigue siendo un misterio. Por un lado, desconocemos qué causa la actual expansión acelerada del universo, el llamado problema de la "Energía Oscura". Las explicaciones más conservadoras asumen que el contenido energético está dominado por una constante cosmológica, con dos contribuciones: un término geométrico que aparece de forma natural en las ecuaciones de Einstein y una energía de vacío de origen cuántico. Esta explicación tiene asociadas ciertas dificultades teóricas; sin embargo, otros modelos capaces de generar esta aceleración suelen tener un carácter especulativo y tampoco parecen resolver estos problemas. Por otro lado, ignoramos igualmente la naturaleza fundamental de la mayor parte del contenido material del universo. Las medidas de la masa de objetos astrofísicos a partir de su luminosidad subestiman sistemáticamente su masa total. Este hecho se conoce como problema de la "Materia Oscura". La explicación más extendida postula la existencia de una componente fría y no bariónica que no interacciona con los fotones o lo hace muy débilmente. Cabe mencionar la necesidad de incluir un elemento más al modelo estándard cosmológico. Por un lado, las condiciones iniciales del universo que se infieren de las observaciones son muy específicas; por ejemplo, un universo con secciones espaciales planas es una solución inestable de las ecuaciones de Einstein. Por otro lado, regiones que no habrían estado en contacto causal en el desacoplo, tienen el mismo espectro térmico. Además, el espectro de inhomogeneidades parece ser casi invariante de escala. Para resolver este problema de ajuste fino de las condiciones iniciales, el modelo estándar se suele completar con un periodo primordial de expansión acelerada o "inflación"...

Item Type:Thesis
Additional Information:

Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Físicas, Departamento de Física Teórica I, leída el 09/06/2017

Directors:
DirectorsDirector email
López Maroto, Antonio
Ruiz Cembranos, José Alberto
Uncontrolled Keywords:Cosmology
Palabras clave (otros idiomas):Cosmología
Subjects:Sciences > Physics > Astrophysics
Sciences > Physics > Astronomy
ID Code:47587
Deposited On:17 May 2018 10:12
Last Modified:17 May 2018 10:12

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