Hagedorn inflation in string gas cosmology

Abstract

Durante o século XX, avanços teóricos e experimentais jogaramuma nova luz sobre o estudo da história e evolução do universo, a Cosmologia. A partir dos trabalhos de Edwin Hubble, a cosmologia moderna pôde ser vista como ciência. Mas foi nas últimas décadas, sobretudo, com o desenvolvimento da cosmologia de precisão e devido a uma melhor compreensão da natureza em seu nível mais fundamental, que a Cosmologia despertou maior interesse científico. Uma das fronteiras da área diz respeito ao universo muito jovem: modelos cosmológicos são baseados em uma teoria de gravitação; no entanto, o paradigma atual de teoria de gravitação, a Relatividade Geral de Einstein, quebra para regimes de energia acima da escala de Planck. Assim, para descrever o universo primitivo, quando a densidade de energia era muito alta, precisamos de uma nova teoria de gravitação. Uma teoria de gravitação capaz de lidar comos efeitos quânticos. Hoje nós temos uma candidata à tal teoria quântica de gravitação: Teoria de Cordas. Nesta dissertação, analisaremos um cenário cosmológico construído sobre Teoria de Cordas, o cenário cosmológico do gás de cordas, proposto originalmente por Robert Brandenberger e Cumrum Vafa. O cenário faz uso de simetrias e dualidades próprias de Teoria de Cordas e do fato de que um gás de cordas possui uma temperatura limitante para descrever o universo primordial e propôr respostas à questões abertas de cosmologia, como a formação da estrutura causal e a dimensionalidade do espaço-tempo. Uma das questões em aberto no cenário é a ocorrência ou não de inflação, uma era de crescimento exponencial do universo, que produz a estrutura causal observada experimentalmente e dilui relíquias produzidas no universo primordial para os níveis observados. Propondo uma interação entre as cordas do gás proporcional a seu acoplamento, estudamos a evolução resultante do universo e sob quais condições podemos ter umperíodo inflacionário