Testeando un modelo cosmológico alternativo con datos observacionales

Abstract

En el contexto de la cosmología moderna y con el descubrimiento en 1998 de la expansión acelerada del universo, el Modelo Cosmológico Estándar (ΛCDM) incluyó entre sus hipótesis a la famosa constante cosmológica, que permite no solo obtener un modelo de universo en expansión acelerada, sino además estar en concordancia con las observaciones. Sin embargo, nunca quedó claro cuál es el referente físico de dicha constante cosmológica. Entre las alternativas están, que sea una componente de materia extra desconocida (una quinta esencia), energía de vacío de los campos cuánticos o un comportamiento aún no contemplado de la gravedad, que será la propuesta que nosotros hemos decidido investigar en el presente trabajo. Para ello, generalizamos las ecuaciones de campo de la Relatividad General, a partir de una modificación en la acción, reemplazándola por otra que nos lleva a unas nuevas ecuaciones de campo. Existen varias alternativas, entre las cuales, nosotros empleamos en la acción, la función f(R) de Starobinsky, donde el escalar de Ricci es sustituido por una función del mismo obteniendo sus correspondientes ecuaciones de campo. Estas admiten la solución cosmológica de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW), dando lugar a un modelo cosmológico alternativo al Modelo Cosmológico Estándar cuya viabilidad analizaremos. A partir de la utilización de un método estadístico de cadenas de Markov-Monte Carlo, es posible estimar los valores óptimos de los parámetros libres de la teoría, en este caso se consideraron 4 sets de observables cosmológicos: Cronómetros Cósmicos (CC), Núcleos Activos de Galaxias (AGN), Supernovas tipo Ia (SnIa), y Oscilaciones Acústicas de Bariones (BAO). Una vez obtenido el espacio de parámetros, estudiamos las implicancias de los valores determinados y las predicciones que este modelo cosmológico nos brinda, en vista de indagar si estas soluciones pueden resolver problemas abiertos en cosmología, como por ejemplo aliviar la tensión de Hubble, entre otros, como también analizar la validez de la teoría alternativa de gravedad.