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1.bin

2.bin

t < 10-43 s , T > 1032 K

ERA DE PLANCK

unificao das 4 foras fundamentais

gravitao

eletromagntica

forte

fraca

em t < tPLANCK (10-43 s)

wave

function

supergravidade ou gravitao quntica

4.bin

5.bin

Universo formado pelo vcuo quntico

flutuaes neste vcuo do origem s

propriedades fsicas do universo

observadas hoje

Vcuo quntico

pares de partculas/anti-partculas

virtuais que esto sendo

continuamente criadas e destrudas

(existncia provada em laboratrio)

9.bin

Teoria das superstrings (cordas csmicas)

tentativa da unificao das foras fundamentais

durante a era de Planck : espao-tempo de 10 dimenses

9 espaciais e 1 temporal

24.bin

Final da era de Planck: 4 dimenses (outras esto compactadas)

Resultado = corda fundamental:

comprimento = comprimento de Planck (10-33 cm) padres vibracionais diferentes massas e cargas

89.bin

31.bin

30.bin

t = 10-43, T= 1032 K

ERA DOS GUTs

10-33 cm

Foras eletromagntica, forte e fraca unificadas Separao da gravitao

32.bin

Primeiros momentos da era dos GUTs:

espao-tempo 4D distorcido por condies extremas de

densidade e temperatura

condies hostis para

estruturas que no esto

protegidas por um

horizonte de eventos

buracos negros so as nicas

unidades intactas

34.bin

buracos negros origem a partculas elementares

radiao de Hawking

buracos negros com rS tomo

(rS=raio de Schwarzschild)

campo gravitacional ao

redor do BN

produo de pares

partcula/antipartcula

par formado fora do

horizonte de eventos

BN perde massa

BN primordiais tendem a decair com o tempo ...

35.bin

36.bin

37.bin

t = 10-35

separao entre a fora forte e eletrofraca

ERA DA INFLAO

formao dos quarks e leptons

INFLAO

Modelo do Big-Bang = modelo cosmolgico padro

expanso espectro da radiao csmica de fundo abundncias dos elementos leves

Problemas com o modelo cosmolgico padro

o problema do horizonte

o universo considerado homogneo e isotrpico em

grandes escalas

Mas .

os dois limites do universo que observamos no possuem

contato causal entre si

39.bin

Alis ...

No comeo da era radiativa : R t1/2

Clculo da distncia prpria do horizonte de partculas:

p/ k=0 : DP=R(tr) x HP =

DP=2ct

considerando no final da era radiativa trec~500 000 anos e o~1,

ftons emitidos por dois pontos separados por DP em trad

chegam hoje com separao de ~1o

a radiao csmica de fundo deveria ser

bem anisotrpica em escalas maiores do que ~ 1o

CBR isotrpica em escalas

que no tinham contato

causal entre si em trec

o problema da curvatura

No modelo padro pode ter valores entre 0.01 e 5

Se < 0.01 galxias no seriam formadas

Se > 5 universo seria muito jovem (+ jovem

do que a idade das rochas + velhas da Terra)

grupos e aglomerados de galxias: o~ 0.1-0.3

Medida mais atual o ~ 0.7 muito prximo de 1...

Estranho pois =1 instvel geometricamente

valores de nas vizinhanas de 1 rapidamente

evoluiriam para valores de o > 1.

Se for um pouco

menor ou maior que

1 nos instantes iniciais

de formao do universo

o deveria ser > 1, respectivamente

o deve ser = 1 !!!

Ou seja deve-se provar no modelo do BB que exatamente 1

177.bin

O MODELO INFLACIONRIO

Harvey Guth e modificado por Steinhardt e Linde (1981)

aplicao de idias provenientes dos GUTs

Vimos que em t tGUT ~ 10-35 s

h a separao das foras

forte e eletrofraca

kT~ 1015 GeV

(de acordo com o modelo padro)

h uma quebra de simetria neste instante

Quebra de simetria = transio de fase

transies de fase ocorrem nos pontos de unificao das

foras fundamentais desacoplamento de uma das foras

causa uma mudana no universo como um todo

ex.: transio de fase de slido p/ lquido

t de Planck: separao da gravitao energia liberada usada

para criar o espao-tempo

4-D

em tGUT: massa e espao-tempo separam-se energia liberada

para criar partculas

Em tGUT a transio de fase tambm leva h um estado

meta-estvel durante um certo t

VCUO FALSO

como o super-resfriamento

de um lquido...

comportamento do fator de escala no vcuo falso:

onde: = R+ V

Se V domina no t= t-tGUT (V >> R):

expanso exponencial

= INFLAO

campo escalar = campo de Higgs

radiao

vcuo falso

t > t expanso passa a ser descrita de novo

pelo modelo padro

No t:

universo expande 1054 vezes

expanso ocorre a v > c?!

expanso na geometria (E-T)

do universo e no da matria!

no h violao da TRG

77.bin

Consequncias:

expanso normal:

todo o universo sempre estaria

dentro do nosso horizonte

agora ou no futuro

Inflao:

somente uma pequena parte

do BB original est dentro no

nosso horizonte

nosso universo

79.bin

80.bin

Universo de bolhas

Nosso universo visvel uma bolha de um universo maior

Outras bolhas no so fisicamente reais, pois esto fora do nosso

horizonte (bolhas tericas) no h comunicao entre elas

Aps a inflao

81.bin

Resoluo do problema do horizonte: nosso universo um pequeno

pedao isotrpico de um universo maior

todo o pedao sempre esteve em contato causal antes

da poca da inflao e agora

supondo t ~ 65 tGUT R~1028 RGUT

D prpria do horizonte:

Em tGUT: DP(tGUT)=2ctGUT~10-24 cm

Em t : DP(t)=(R/RGUT)DP(tGUT) ~ 104 cm

Hoje : DP(to)=2cto~ 6000 Mpc, supondo R t1/2 ainda vlido p/ radiao

Esta regio tinha em t : 2ct0(R/R0) ~ 2ct0(t/t0)1/2 ~ 103 cm

< que DP(t)

todo o universo observvel

hoje estava dentro do horizonte em t

fim da inflao (vcuo verdadeiro)

Resoluo do problema da curvatura: inflao = zoom de uma muito

pequena seo do universo (dever ser localmente plano!)

supondo t ~ 65 tGUT R~1028 RGUT

(K=1/R2) K~1056 KGUT

p/ 1

o ~ 1

no modelo inflacionrio o universo observvel resultante

necessariamnete plano

)

1

10

(

1

6

0

-

W

=

W

-

GUT

t

G

V

V

e

R

R

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/

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2

3

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r

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