A dinâmica cosmológica do Modelo de Kantowski-Sach

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dc.contributor.advisor1Gonçalves, Sergio Vitorino de Borba
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-8570-9750
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/4992784379693871
dc.contributor.authorSilva, Breno Barreto da
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-7346-0129
dc.contributor.authorLatteshttps://lattes.cnpq.br/8497753547288933
dc.contributor.referee1Spalenza, Wesley
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0001-9644-3938
dc.contributor.referee1Latteshttps://lattes.cnpq.br/2687428810786056
dc.contributor.referee2Monerat, Germano Amaral
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-2536-1171
dc.contributor.referee2Lattes https://lattes.cnpq.br/5031014907752547
dc.contributor.referee3 Belich Junior, Humberto
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-8795-1735
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.referee4Alvarenga, Flávio Gimenes
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0002-7579-9561
dc.contributor.referee4Latteshttps://lattes.cnpq.br/7169430092692431
dc.date.accessioned2026-03-13T20:01:31Z
dc.date.available2026-03-13T20:01:31Z
dc.date.issued2025-06-13
dc.description.abstractIn this thesis, we investigate the application of the homogeneous and anisotropic Kantowski-Sachs metric, characterized by two scale factors, in the construction of cosmological models alternative to the standard isotropic paradigm. To this end, we begin with a comprehensive review of the fundamentals of general relativity, relativistic hydrodynamics, and the Raychaudhuri equation, as well as an overview of the standard cosmological model, gathering the necessary elements for a consistent analysis of anisotropic scenarios. Initially, we revisit the original calculations of the Kantowski Sachs model, proposing a new graphical and interpretative approach to its dynamics. Subsequently, as an original contribution, we introduce a relation between the scale factors of the metric and obtain an exact solution of Einstein’s field equations, considering a general expression for the universe’s matter content, including the presence of a scalar f ield. We find that the presence of the scalar field leads to a significant decrease in energy density during the early stages, in a manner analogous to the inflationary process. Wealso determine the kinematic parameters associated with the model, such as the scalar expansion Θ, the shear σ, and the term RµνUµUν, related to the acceleration of the universe’s expansion. Finally, we analyze the evolutionary dynamics of the model through the Hubble, density, and deceleration parameters, aiming to understand the influence of anisotropy in a cosmological scenario with accelerated expansion.
dc.description.resumoNesta tese, investigamos a aplicação da métrica homogênea e anisotrópica de Kantowski Sachs, caracterizada por dois fatores de escala, na construção de modelos cosmológi cos alternativos ao paradigma isotrópico padrão. Para isso, partimos de uma revisão abrangente dos fundamentos da relatividade geral, da hidrodinâmica relativística e da equação de Raychaudhuri, além da apresentação do modelo cosmológico padrão, reunindo os elementos necessários para uma análise consistente de cenários ani sotrópicos. Em um primeiro momento, revisitamos os cálculos originais do modelo de Kantowski-Sachs, propondo uma nova abordagem gráfica e interpretativa de sua dinâmica. Em seguida, como contribuição original, adicionamos uma relação entre os fatores de escala da métrica e obtivemos uma solução exata das equações de campo de Einstein, considerando uma expressão geral para o conteúdo material do universo, incluindo a presença de um campo escalar. Verificamos que a presença do campo escalar provoca uma diminuição significativa da densidade de energia nas fases iniciais, de forma análoga ao processo inflacionário. Determinamos também os parâmetros cinemáticos associados ao modelo, como a expansão escalar Θ, o cisalhamento σ e o termo RµνUµUν, relacionado à aceleração da expansão do universo. Por fim, analisamos a dinâmica evolutiva do modelo por meio dos parâmetros de Hubble, de densidade e da desaceleração, a fim de compreender a influência da anisotropia em um cenário cosmológico com expansão acelerada 
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Espírito Santo (FAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/20948
dc.languagepor
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Física
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física
dc.rightsopen access
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
dc.subjectKantowski-Sachs
dc.subjectAccelerated expansion
dc.subjectKinematic parameters
dc.subjectAnisotropy
dc.subjectRaychaudhuri
dc.subjectExpansão acelerada
dc.subjectParâmetros cinemáticos
dc.subjectAnisotropia
dc.subject.cnpqFísica
dc.titleA dinâmica cosmológica do Modelo de Kantowski-Sach
dc.typedoctoralThesis
foaf.mboxemail@ufes.br
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