A Cosmologia Quântica de Wheeler-DeWitt e o Universo Despedaçado

Celio Rodrigues Muniz, Marcony Silva Cunha, Valdir Barbosa Bezerra, Horácio Santana Vieira

Resumo


Neste trabalho investigamos, inicialmente, como uma forma de energia escura chamada de phantom, teoricamente responsável por um estado de superaceleração da expansão cósmica, influencia a função de onda do Universo. Isso será feito por meio da obtenção das soluções da equação que descreve o comportamento quântico deste último - a equação de Wheeler-DeWitt - com um termo de ambiguidade no ordenamento dos operadores conjugados associados ao fator de escala cósmico, a, e que depende de um parâmetro adicional, q. A energia de phantom é implementada no potencial efetivo que surge nesta equação, e o Universo é considerado plano. O primeiro resultado encontrado a partir dessas soluções, para q = 0, indica que o Universo apresenta uma máxima probabilidade de iniciar sua existência com um tamanho (fator de escala) bem definido, probabilidade tanto maior quanto maior o conteúdo de energia phantom, sendo portanto improvável apresentar uma singularidade inicial do tipo a = 0. Na abordagem semiclássica adotada aqui, estudamos também como o fator de escala evolui temporalmente, via equação de Hamilton-Jacobi. Mostramos que a singularidade de Big Rip (Grande Despedaçamento) emerge das soluções encontradas, um cenário dramático representado pelo fato de o Universo atingir um fator de escala infinito em um tempo cosmológico finito. Em seguida, avaliamos o que acontece quando, no lugar da energia phantom, incluímos energia escura sob a forma de uma constante cosmológica positiva. Neste caso, mostramos que o Universo não alcança a singularidade de Big Rip, o que fica evidente quando comparamos graficamente o tempo cosmológico em função do fator de escala com o caso anterior.

Palavras-chave


Equação de Wheeler-DeWitt. Energia escura. Big Rip.

Texto completo:

PDF


DOI: https://doi.org/10.21439/conexoes.v13i2.1671