Publication:

Inflación y energía oscura en un modelo escalar-tensorial con acoplamientos cinético, no mínimo y de Gauss-Bonnet

Resumen

Los datos observacionales más recientes ponen de manifiesto la existencia de dos fases de expansión acelerada del universo, las cuales son asociadas a la inflación cósmica y a la energía oscura. A pesar de los esfuerzos teóricos por explicar la expansión acelerada, su naturaleza exacta aún sigue siendo un misterio que desafía a cosmólogos y físicos en general. Una línea de trabajo que ha buscado resolver este problema está basado en las teorías de campo escalar-tensorial, las cuales permiten la descripción de fases de expansión acelerada y, por tanto, constituyen una alternativa promisoria para el estudio del universo temprano y tardío. En este trabajo se estudian soluciones de inflación y energía oscura para un modelo de campo escalar con acoplamientos cinético, no mínimo (NMC) y de Gauss-Bonnet (GB). Las ecuaciones de campo de dicho modelo se calculan bajo la hipótesis de un universo isótropo, homogéneo y espacialmente plano. Con estas ecuaciones se desarrolla un mecanismo de reconstrucción que permite obtener el potencial y los acoplamientos para cualquier escenario cosmológico. En particular se estudia el modelo en ausencia de potencial, donde se obtienen soluciones de tiempo tardío que pueden ser ajustadas apropiadamente para describir escenarios con fase de quintaesencia y phantom. Adicionalmente, se obtiene el sistema autónomo y se analiza las propiedades de estabilidad de los puntos críticos correspondientes a comportamientos del universo tanto en épocas tempranas como tardías. En la última parte se presenta el formalismo de perturbaciones cosmológicas utilizando la relación de este modelo con las teorías más generales de segundo orden conocidas como Galileos Generalizados, y se estudia el papel de los acoplamientos en el espectro de potencias de perturbaciones escalar y tensorial. Además, se introduce el formalismo de multiplicadores de Lagrange en el contexto de gravedad modificada y se obtienen soluciones inacionarias viables. La compatibilidad con los datos observacionales provenientes diferentes fuentes (Planck y BICEP2/Keck-Array data) es obtenida en varios rangos de parámetros libres del modelo.