Quasi-de Sitter expansion in a non-singular quantum cosmological model: background and perturbations

Neste trabalho, investigamos um modelo cosmológico no contexto da cosmologia quântica canônica sob a aproximação de mini-superespaço. Quando evoluída não-unitariamente, a equação de Wheeler-DeWitt reduzida para um universo preenchido por um fluido perfeito P = wρ produz uma classe de modelos suaves de ricochete não-singular, com um limite clássico bem definido e possuindo dois parâmetros livres, em seguida restringidos por observações. Para um universo dominado classicamente por radiação (w = 1/3), após o ricochete e anteriormente à evolução clássica de Friedmann, encontramos um período intermediário quântico aproximadamente inflacionário, em que o parâmetro de equação de estado efetivo se aproxima de weff ≈ −1. Por meio de uma expansão em série do parâmetro de Hubble associado, esse período se revela dominado por uma constante cosmológica de de Sitter efetiva ΛqdS relacionada diretamente à escala mínima de curvatura do modelo. Mostra-se que a assimetria entre as épocas de contração e expansão corresponde à produção de partículas durante o período quântico (ricochete e aceleração quântica), com a contração no passado aproximando-se do espaço-tempo de Minkowski. Análises semi-analíticas e numéricas de perturbações escalar primordiais evoluindo nesse fundo cosmológico, quando confrontadas com os mais recentes dados observacionais do satélite Planck, restringem a energia máxima do modelo a mais de três ordens de magnitude abaixo da escala de Planck (Emax < 10−3EP), com a fase quasi-de Sitter gerando ao menos 67 e-folds de expansão.