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Tipo do documento: Dissertação
Título: Formação de estruturas em cosmologia no regime não-linear: uma aproximação por sistemas dinâmicos
Autor: Leta, Carlos Pereira 
Primeiro orientador: Oliveira, Henrique Pereira de
Primeiro membro da banca: Rosa, Reinaldo Roberto
Segundo membro da banca: Skea, James Ewan Faskin
Terceiro membro da banca: Machado, Maria Auxiliadora Delgado
Resumo: Formação de estruturas em larga escala é um problema em aberto em Cosmologia. Há um consenso de que a variedade de estruturas observadas tais como galáxias e aglomerados de galáxias tiveram origem a partir de pequenas flutuações do fluido cósmico possivelmente geradas durante a época inflacionária na era dominada pela matéria. Os estágios iniciais da evolução destas flutuações são descritas pela teoria de Jeans resultante da aproximação linear das equações hidrodinâmicas. Basicamente, a instabilidade devido à ação do campo gravitacional induz à existência de dois tipos de modos perturbativos: os modos instáveis que crescem, e os estáveis que oscilam como ondas sonoras. A distinção entre estes modos depende se o comprimento de onda de um determinado modo perturbativo é maior ou menor que um comprimento de onda típico conhecido como o comprimento de Jeans. Eventualmente, o crescimento dos modos instáveis quebra a aproximação e efeitos não-lineares tornam-se cruciais para a formação de estruturas. Neste sentido, nosso objetivo é estudar o problema não-linear de formação de estruturas em um Universo em expansão dominado pela matéria considerando uma extensão consistente da teoria linear de Jeans. Uma aproximação por sistema dinâmico é fornecida pelo método de Galerkin usado para integrar as equações dinâmicas do fluido auto-graviante. Conseqüentemente é exibido o comportamento dos modos perturbativos instáveis e estáveis do fluido cósmico além do regime linear anterior à formação de estruturas. Nós também consideramos consistentemente a influência da viscosidade ao invés de introduzi-la de um modo artificial como no modelo de Adesão.
Abstract: The formation of large scale structure is an outstanding problem in Cosmology. It is a consensus that the observed variety of structures such as galaxies and clusters of galaxies have originated from small fluctuations of the cosmic fluid possibly generated during the inflationary epoch-in the matter dominated era. The early stages of evolution of these fluctuations are described by the Jeans theory resulting from the linear approximation of the hydrodynamical equations. Basically, the instabilities due the action of the gravitational field induce the existence of two types of perturbativo modes: the unstable modes that grow, and the stable one that oscillate as sound waves. The distinction between these modes depend son whether the wave length of a given perturbativo mode is greater or smaller than atypical wave-length known as the Jeans length. Eventually, the growth of the unstable modes breaks the linear approximation and nonlinear effects turn out to be crucial for the formation of structures. In this vein, our objective here is to study the problem of nonlinear structure formation in a matter dominated expanding universe considering a consistent extension of the linear Jeans theory. A dynamical system approach is provided by the Galerkin method used to integrate the self-gravitating fluid dynamical equations. Therefore, the behavior of the unstable and stable perturbative modes of the cosmic fluid are exhibited beyond the linear regime prior the formation of structures. We have also considered the influence of viscosity consistently rather than introducing it in an artificial way as in the Adhesion Model.
Palavras-chave: Galaxies-clusters
Cosmology
Galaxias-aglomerados
Cosmologia
Área(s) do CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::ASTRONOMIA::ASTROFISICA EXTRAGALACTICA::COSMOLOGIA
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Física Armando Dias Tavares
Programa: Programa de Pós-Graduação em Física
Citação: LETA, Carlos Pereira. Formação de estruturas em cosmologia no regime não-linear: uma aproximação por sistemas dinâmicos. 2006. 80 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2006.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12896
Data de defesa: 13-Jul-2006
Aparece nas coleções:Mestrado em Física

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