Fenomenologia de modelos cosmológicos com campos escalares exponenciais

Abstract

Nos últimos anos diversas evidências acumularam-se indicando que o universo é plano e dominado por alguma forma de energia escura, cuja pressão negativa está atualmente fazendo com que ele esteja em expansão acelerada. Vários modelos têm sido propostos para a energia escura, entre os quais destacam-se os modelos de quintessência, nos quais essa energia é modelada por um campo escalar. Neste trabalho analisamos alguns vínculos observacionais nos modelos de quintessência com potenciais exponenciais, e obtivemos limites para o espaço de parâmetros desses modelos no caso em que a quintessência está desacoplada dos demais componentes do universo e no caso em que ela está acoplada à partícula de matéria escura. No caso desacoplado, estudamos as soluções do tipo scaling, e mostramos que nesse regime, o único em que a quintessência exponencial desacoplada apresenta soluções cosmologicamente realísticas, esses modelos não podem ser considerados menos naturais que os demais potenciais de quintessência. Obtivemos ainda que o caso acoplado, assim como o desacoplado, também não resolve o problema da coincidência cósmica, e que a idade do universo nestes modelos é consideravelmente maior que no caso desacoplado, de modo que os limites na idade podem ser úteis para distinguir observacionalmente entre as quintessências acoplada e desacoplada

During the last years many evidences are indicating that the universe is flat and dominated by some form of dark energy, whose negative pressure is currently driving its accelerated expansion. A plenty of models have been proposed, with special attention to the quintessence models, in which the dark energy is modelled by a scalar field. In this work we have analysed some observational constraints in the quintessence models with exponential potentials, and we have put limits on the parameter space in both coupled and uncoupled cases. In the uncoupled case, we have studied the scaling Solutions, and we have showed that in this regime, that is the only one in which the exponential uncoupled quintessence presents realistic Solutions, such models can not be considered less natural than others quintessence potentials. We have also obtained that in the case in which the quintessence is coupled to dark matter the cosmic coincidence problem can not be solved, and that the age for coupled models is considerably higher than the age for non-coupled models, in such a way that limits on the age can be useful in distinguishing between coupled and non-coupled models