Oscilações acústicas de bárions e sua importância
Data
2020-10-09
Autores
Lopes, Celso Oviedo da Silva 
Orientadores
Santos, Rose Clívia
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
Embora frequentemente formulada em termos de desvendar a natureza da
energia escura, a cosmologia atual também pode ser vista como uma revolução nas
medições de distância. Pela primeira vez, começamos a sondar com precisão a
história da expansão do cosmos muito além do universo local, ou seja, em redshifts
intermediários e altos (z > 1). Na evolução da escala de distâncias, um papel
essencial foi desempenhado pelas supernovas do tipo Ia (SNe Ia) que possibilitaram
uma mudança paradigmática na cosmologia moderna: a descoberta da expansão
acelerada do universo. Junto com essa descoberta, outros fenômenos também são
relevantes para a compreensão da composição e evolução do universo observado.
Além das anisotropias de fundo cósmico de microondas (CMB), atenção especial
tem sido dada às chamadas oscilações acústicas dos bárions (BAO). O fenômeno
BAO envolve medidas da distribuição espacial das galáxias para determinar a taxa
de crescimento das estruturas cósmicas que ocorrem no universo em expansão. Os padrões formados pela distribuição das galáxias contêm informações sobre como a estrutura cósmica se expandiu a partir de pequenas flutuações iniciais. Este tipo de agrupamento define uma "régua padrão" de origem estatística entre galáxias e outros objetos celestes e pode ser usado para reconstruir a expansão do universo. Neste TCC, iremos nos concentrar no BAO obtido de um conjunto de galáxias observadas pelo Sloan Digital Sky Survey (SDDS). A detecção de um pico na função de correlação radial indica evidências indiretas da existência das oscilações acústicas dos bárions, ou seja, flutuações na densidade da matéria visível. O nosso principal objetivo é fazer uma revisão da física envolvida nas oscilações acústicas dos bárions, com particular ênfase nos principais projetos em curso visando a medição do BAO longitudinal e transversal.
Although often formulated in terms of unraveling the nature of dark energy, current cosmology can also be viewed as a revolution in distance measurements. For the first time, we are beginning to probe with precision the history of the expansion of the cosmos far beyond the local universe, that is, in intermediate and high redshifts (z>1). In the evolution of the distance scale, an essential role was played by type Ia (SNe Ia) supernovae that enabled a paradigmatic change in modern cosmology: the discovery of the accelerated expansion of the universe. Along with this discovery, other phenomena are also relevant for understanding the observed universe's composition and evolution. In addition to the anisotropies of cosmic microwave background (CMB), special attention has been given to the so-called baryons acoustic oscillations (BAO). The BAO phenomenon involves measures of galaxies' spatial distribution to determine the rate of growth of cosmic structures occurring in the expanding universe. The patterns formed by the distribution of galaxies contain information about how the cosmic structure expanded from small initial fluctuations. This type of grouping defines a "standard ruler" of statistical origin between galaxies and other celestial objects and can be used to reconstruct the universe's expansion. In this TCC, we will focus on the BAO obtained from a set of galaxies observed by the Sloan Digital Sky Survey (SDDS). The detection of a peak in the radial correlation function indicates indirect evidence for the existence of acoustic oscillations of baryons, that is, fluctuations in the density of visible matter. Our main objective is to review the physics involved in the baryons' acoustic oscillations, with particular emphasis on the main projects in progress aiming at the measurement of longitudinal and transversal BAO.
Although often formulated in terms of unraveling the nature of dark energy, current cosmology can also be viewed as a revolution in distance measurements. For the first time, we are beginning to probe with precision the history of the expansion of the cosmos far beyond the local universe, that is, in intermediate and high redshifts (z>1). In the evolution of the distance scale, an essential role was played by type Ia (SNe Ia) supernovae that enabled a paradigmatic change in modern cosmology: the discovery of the accelerated expansion of the universe. Along with this discovery, other phenomena are also relevant for understanding the observed universe's composition and evolution. In addition to the anisotropies of cosmic microwave background (CMB), special attention has been given to the so-called baryons acoustic oscillations (BAO). The BAO phenomenon involves measures of galaxies' spatial distribution to determine the rate of growth of cosmic structures occurring in the expanding universe. The patterns formed by the distribution of galaxies contain information about how the cosmic structure expanded from small initial fluctuations. This type of grouping defines a "standard ruler" of statistical origin between galaxies and other celestial objects and can be used to reconstruct the universe's expansion. In this TCC, we will focus on the BAO obtained from a set of galaxies observed by the Sloan Digital Sky Survey (SDDS). The detection of a peak in the radial correlation function indicates indirect evidence for the existence of acoustic oscillations of baryons, that is, fluctuations in the density of visible matter. Our main objective is to review the physics involved in the baryons' acoustic oscillations, with particular emphasis on the main projects in progress aiming at the measurement of longitudinal and transversal BAO.