Estudo das Perturbações em Universos com Ricochete

O modelo padrão da cosmologia, se extrapolado ao passado sem nenhuma modificação, leva necessariamente a uma singularidade, conhecida como Big Bang. Esse fato é naturalmente entendido quando notamos que, ao fazer essa extrapolação, estamos aplicando a relatividade geral a um cenário de altas energias onde espera-se que algum tipo de teoria quântica da gravitação seja necessária. O modelo padrão também não explica uma série de questões relacionadas às condições iniciais do universo. Nesse ponto o modelo inflacionário é bem sucedido e resolve grande parte das questões, porém é omisso em relação ao Big Bang. Mesmo fornecendo um conjunto de condições iniciais para a cosmologia, os modelos inflacionários geralmente não podem ser testados diretamente. Dessa forma, qualquer outro modelo que faça previsões compatíveis com os dados observacionais deve ser considerado como uma alternativa viável. Os modelos de universo eterno com \bounce não só solucionam os mesmos problemas que a inflação como resolvem, por construção, a singularidade inicial. Eles também fazem previsões aparentemente compatíveis com as observações. Neste trabalho estudamos em detalhe os modelos com \bounce. Consideramos um universo inicialmente esparso e em contração, onde as únicas perturbações que o diferem de um com seções espaciais homogêneas e isotrópicas são aquelas geradas pelas flutuações quânticas do vácuo. Supomos inicialmente um universo dominado por um fluido e com seções espaciais com curvatura arbitrária, onde a formação do espectro se dá em uma fase com um ou mais fluidos. A saber, obtemos analiticamente as perturbações quando o espectro é formado durante a dominação de um único fluido. Quando o espectro é formado na transição entre dois fluidos, não temos resultados analíticos e, portanto, estudamos esse caso numericamente. Mostramos que o espectro é quase invariante de escala quando esse é formado durante a dominação de um fluido tipo poeira. Utilizamos a teoria de Bohm como mecanismo para gerar o ricochete. Essa teoria prevê uma trajetória para o fator de escala durante a fase quântica, que obtemos via equação de Wheeler–DeWitt, que faz a transição da fase de contração para a de expansão de forma não singular. Para mostrar a validade da análise perturbativa, avaliamos quais condições são necessárias para que as perturbações possam ser consideradas pequenas. Aplicando essas condições, mostramos que é possível obter um espectro quase invariante de escala com uma amplitude próxima ao esperado na fase de expansão. Além de mostrarmos que durante toda a evolução as perturbações permanecem pequenas e a série perturbativa válida.