Ondas gravitacionais em modelos cosmológicos: isotrópicos e anisotrópicos
| dc.contributor.advisor1 | Gonçalves, Vitorino de Borba | |
| dc.contributor.advisor1ID | https://orcid.org/0000-0002-8570-9750 | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4992784379693871 | |
| dc.contributor.author | Viana, Luar Samir Oliveira | |
| dc.contributor.referee1 | Oliveira Neto, Gil de | |
| dc.contributor.referee2 | Alvarenga, Flavio Gimenes | |
| dc.contributor.referee3 | Rodrigues, Davi Cabral | |
| dc.date.accessioned | 2025-05-13T21:30:07Z | |
| dc.date.available | 2025-05-13T21:30:07Z | |
| dc.date.issued | 2025-04-22 | |
| dc.description.abstract | Gravitational waves of cosmological origin are currently one of the most promising channels for probing the early universe. While homogeneous and isotropic cosmological models are extensively employed to describe the gravitational backgrounds through which gravitational radiation propagates, anisotropic models can account for certain phenomena not predicted by the standard model, such as specific anomalies observed in the cosmic microwave background (CMB). Therefore, in this dissertation, we analyze the theoretical formulation of gravitational waves within both the isotropic FLRW model and the anisotropic Bianchi type I model. To this end, we initially adopt the gauge-dependent classical approach of cosmological perturbation theory. The issue of gauge fixing is given special attention, and we find that the commonly used synchronous, transverse, and traceless gauges, which are widely employed in the isotropic case, are no longer mutually compatible in the anisotropic scenario, even though the longitudinal components of gravitational waves have no physical significance, as demonstrated throughout this work. Consequently, the two irreducible, decoupled polarization modes typical of gravitational waves can no longer be obtained solely through a gauge analysis, and the resulting wave equations are coupled. In light of this, we employ the gauge-invariant formalism for a comprehensive physical analysis and interpretation, from which we derive the two polarization modes, for all possible wave vector configuration, and obtain analytical solutions to the wave equations for various particular cases. Ultimately, we believe this work provides a relevant analysis of the gauge issue, given the existing discrepancies in the specialized literature. | |
| dc.description.resumo | As ondas gravitacionais de origem cosmológica são, atualmente, um dos canais mais promissores para a investigação do universo primordial. Apesar de os modelos cosmológicos homogêneos e isotrópicos serem extensivamente utilizados para descrever os fundos gravitacionais, nos quais a radiação gravitacional se propaga, os modelos anisotrópicos podem explicar alguns fenômenos não previstos pelo modelo padrão, como certas anomalias observadas na radiação cósmica de fundo (CMB). Portanto, nesta dissertação analisamos a formulação teórica das ondas gravitacionais no modelo isotrópico de FLRW e no modelo anisotrópico de Bianchi tipo I. Para tanto, utilizamos inicialmente a abordagem clássica dependente de calibre da teoria das perturbações cosmológicas. O problema da fixação dos calibres foi especialmente estudado, e encontramos que os usuais calibres síncrono, transverso e sem traço, amplamente empregados no caso isotrópico, não são mais compatíveis entre si no caso anisotrópico, mesmo que as componentes longitudinais das ondas gravitacionais não tenham significado físico, como também foi mostrado ao longo do trabalho. Assim, os dois modos de polarização desacoplados irredutíveis, típicos das ondas gravitacionais, não podem mais ser obtidos exclusivamente por uma análise de calibres, e as equações de onda, decorrentes desse fato, são acopladas. Com efeito, empregamos o formalismo invariante de calibre para uma completa análise e interpretação física, de onde obtivemos os dois modos de polarização, para todas as configurações possíveis do vetor de onda, e resolvemos analiticamente as equações de onda para alguns casos particulares. Por fim, acreditamos que este trabalho analisa a questão dos calibres de forma relevante, uma vez que esse problema apresenta discordâncias na literatura especializada. | |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Espírito Santo (FAPES) | |
| dc.format | Text | |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.ufes.br/handle/10/19458 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Espírito Santo | |
| dc.publisher.country | BR | |
| dc.publisher.course | Mestrado em Física | |
| dc.publisher.department | Centro de Ciências Exatas | |
| dc.publisher.initials | UFES | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Física | |
| dc.rights | open access | |
| dc.subject | Ondas gravitacionais | |
| dc.subject | Cosmologia | |
| dc.subject | Isotropia | |
| dc.subject.cnpq | Física | |
| dc.title | Ondas gravitacionais em modelos cosmológicos: isotrópicos e anisotrópicos | |
| dc.type | masterThesis |