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Title: A história do universo a partir da observação da radiação cósmica de fundo: da visão newtoniana às equações da relatividade geral
Authors: Martins, Andre Machado Murtinheira
Advisor: Crawford, Paulo, 1943-
Keywords: Modelos cosmológicos
Universo primordial
Reionização
Espectro de potencias
Teoria das perturbações
Anisotropias da radiação de fundo
Efeito de Sachs-Wolfe
Teses de mestrado - 2009
Issue Date: 2009
Abstract: Durante toda a vida nos batemos pelo conhecimento. Um conhecimento verdadeiro onde a teoria e as observações possam andar de braços dados. Em cosmologia esta tarefa era quase impossível. Na realidade foi só depois da segunda guerra mundial que se começou a pensar que se poderia observar um tipo de radiação proveniente não do próprio "Big Bang", mas de uma era tão próxima que poderíamos tirar conclusões indirectas sobre os mecanismos que deram origem a uma diversidade tão grande de objectos e formas. Foi então em 1965 que Arno Penzias e Robert Wilson, nos laboratórios Bell, descobriram de forma casual os fotões provenientes da "sopa primitiva" que era o universo passado [48]. Não muito longe de ali, na universidade de Princeton, Dicke, Peebles e alguns colegas, idealizavam uma antena que pudesse captar tais fotões [12]. Foi esta sequência de eventos que permitiu um início profundo do universo. A partir desta altura a cosmologia deixou de ser apenas uma ciência puramente teórica, mas sim uma ciência que poderia porem confronto os seus resultados com a realidade. O estudo da radiação cósmica de fundo permite obter resultados tão diversos como a quantidade de matéria no universo primitivo, qual a matéria que formava o universo, qual a curvatura do universo, estará o universo a expandir? e se está qual a sua aceleração?.... Neste trabalho proponho uma primeira apresentação descritiva da radiação cósmica de fundo no capítulo 1. No capitulo 2 faço uma descrição quantitativa e qualitativa do universo primitivo, para em seguida no capitulo 3 proceder ao estudo Newtoniano da anisotropia da radiação cósmica de fundo. No capitulo 4 aproveito para mostrar alguns resultados importantes para a compreensão do universo primitivo o que prepara o leitor para uma abordagem das perturbações da radiação cósmica de fundo utilizando a relatividade geral. No capitulo 5 além desta abordagem relativista avanço nos estudos sobre gauges e outros aspectos tão importantes para estudar de forma real o CMB (Cosmic Microwave Background).
Over the whole life we keep fighting for knowledge. We look for true knowledge, where theory and observations could walk hand in hand. In cosmology this task was almost impossible. In fact it was only after the World War II that people start thinking that we might observe a type of primordial radiation, not coming from the "Big Bang itself", but from an era so near that we might draw indirect conclusions on the mechanisms that gave rise to a wide diversity of objects and forms. It was then, in 1965, that Arno Penzias and Robert Wilson, from the Bell Laboratories, discovered the photons originated from the "primitive soup" that used to be the past universe [48]. Not very far from there, in the University of Princeton, Robert Dicke, Jim Peebles and some other colleagues, were idealizing an antenna that could catch such photons [12]. It was this sequence of events that allowed a deep beginning of the universe. From this moment onwards cosmology stopped being only a purely theoretical science, becoming a science that might put in confrontation his results with reality. Does the study of the cosmic radiation background allows us to obtain results as diferent as the quantity of matter in the primaeval universe, the nature of matter content of the universe, what was the curvature of the universe (space-time), is the universe expanding? If yes what is his present acceleration?....In this work I propose a first global presentation of the cosmic radiation background in the chapter 1. In chapter 2, I make a quantitative and qualitative description of the primaeval universe. In chapter 3, I proceed to the Newtonian study of the anisotropy of the cosmic background radiation. In chapter 4 I will show some important results for the understanding of the primordial universe, paving the way for an approach of the perturbations of the cosmic radiation background using general relativity. In this chapter, besides this approach I also mention several gauges choices and also other important aspects in order to study CMB (Cosmic Microwave Background) in more detail.
Description: Tese de mestrado, Astronomia e Astrofísica, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2009
URI: http://hdl.handle.net/10451/4978
Appears in Collections:FC - Dissertações de Mestrado

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