Cosmologia e Dimensoes Extras

Resumo

Um dos fenomenos mais importantes no estudo da evoluc ̧ ˆ ao cosmol ̃ ogica ́ e o ́ fenomeno das fases inflacion ˆ arias na origem do universo e nos dias de hoje. A cos- ́ mologia inflacionaria descreve uma fase durante a qual nosso universo passou por ́ uma expansao acelerada em um curto per ̃ ́ıodo de tempo. Nessas fases, o processo de expansao ̃ e acelerado e parece ser impulsionado por uma energia que permeia o ́ vacuo - a energia escura. A cosmologia de branas ́ e inspirada na teoria das cordas, ́ descrevendo modelos cosmologicos em dimens ́ oes extras. Aqui estamos princi- ̃ palmente interessados em compreender o fato de que a dimensionalidade p = 3 foi de alguma forma selecionada na evoluc ̧ao do universo, inicialmente com p¿ 3 ̃ dimensoes espaciais, e que esse fen ̃ omeno de selec ̧ ˆ ao pode estar associado de al- ̃ guma forma com a fase inflacionaria. Al ́ em dos pontos mencionados, vale ressaltar ́ que o conceito de cosmologia de branas, derivado da teoria das cordas, oferece uma explicac ̧ao potencial para a selec ̧ ̃ ao das tr ̃ es dimens ˆ oes espaciais no in ̃ ́ıcio da evoluc ̧ao do universo. A cosmologia de branas sugere que nosso universo vis ̃ ́ıvel e uma brana tridimensional inserida em um espac ̧o de dimens ́ oes superiores con- ̃ hecido como o volume. As dimensoes extras al ̃ em de tr ́ es s ˆ ao compactificadas e ̃ nao observ ̃ aveis em nossa experi ́ encia cotidiana. A fase inflacion ˆ aria, caracterizada ́ por uma expansao r ̃ apida, acredita-se que tenha desempenhado um papel crucial ́ na formac ̧ao das propriedades de nosso universo. H ̃ a a hip ́ otese de que, durante ́ essa fase, a brana passou por um per ́ıodo de expansao exponencial, enquanto as ̃ dimensoes extras permaneceram pequenas e compactas. ̃ A medida que o per ` ́ıodo inflacionario chegava ao fim, a brana se estabilizou em seu estado tridimensional, ́ levando a dimensionalidade observada de nosso universo. Os mecanismos exatos ` por tras desse processo de selec ̧ ́ ao e a interac ̧ ̃ ao entre a inflac ̧ ̃ ao e a cosmologia ̃ de branas ainda sao objetos de pesquisa e investigac ̧ ̃ ao em cosmologia e f ̃ ́ısica teorica. Ao estudar esses fen ́ omenos, os cientistas visam obter uma compreens ˆ ao ̃ mais profunda da natureza fundamental de nosso universo e suas origens.