Quantum mechanical fingerprints in gravity theories
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Resumen
We study aspects of quantum effects in connection with gravity theories and discuss their implications. The starting point are several classical aspects of gravity and cosmology, with emphasis on the analytical solvability of the Friedmann equations. We include the exact solution of these equations for a Universe with positive and negative Cosmological Constant {lambda}. We study the effect of a time dependent cosmological constant due to a false vacuum state, which can be a manifestation of Quantum Mechanics. On the evolution of the Universe, we discuss the transition region from radiation domination to dust domination, which in standard cosmology refers to the early and the late Universe respectively. While in the standard cosmology the simplest model of the Universe is to assume that it behaves as a perfect fluid, there is one type of viscosity, the shear viscosity, which several authors claim cannot be zero due to Quantum Mechanical effects. Motivated by this we study the implications of an early Universe filled with Quark Gluon Plasma which has non-zero viscosity due to quantum effects. We take into account separately both viscosity coefficients, the shear and the bulk viscosity. In general we find the possibility of non-singular Universes due to viscosity effects. Our next field of investigation is torsion in gravity theories, motivated by the fact that one part of torsion is attributed to spin, and thus to a quantum mechanical quantity. We apply effects of torsion to Cosmology, and we study non-singular and inflationary models which come out from this inclusion. The next Quantum effect which we probe into is the hbar-correction to the Schwarzschild metric, obtained from corrections to the Newtonian potential. We discuss the corrections which get generated upon the Bekenstein entropy of a Black Hole. We apply this hbar-correction to Newtonian Cosmology and study its effects on the evolution of the early Universe, here we find non-singular rebouncing Universes
Resumen
"Estudiamos aspectos de efectos cuánticos en conexión con teorías de gravedad y discutimos sus implicaciones. El punto de partida son algunos aspectos de gravedad y cosmología, con énfasis en soluciones analíticas a las ecuaciones de Friedmann. Incluimos la solución exacta a estas ecuaciones para un Universo con constante cosmológica negativa y positiva. Estudiamos el efecto de una constante cosmológica dependiente del tiempo debido a un estado de vacío falso, la cual puede ser una manifestación de la mecánica cuántica. Con respecto a la evolución del Universo, discutimos la región de transición entre un universo dominado por radiación y uno dominado por materia. Mientras que en la cosmología estándar el modelo más simple del Universo es suponer que se comporta como un fluido perfecto, hay un tipo de viscosidad, la viscosidad de corte, la cual varios autores sugieren que no puede ser cero debido a efectos mecánico cuánticos. Motivados por esto estudiamos las implicaciones de un Universo temprano compuesto por un plasma de Quarks y Gluones que tiene viscosidad debido a efectos cuánticos. Tomamos en cuenta independientemente los dos tipos de viscosidad y encontramos la posibilidad de Universos no singulares debidos a efectos de la viscosidad. Luego exploramos los efectos de torsión en gravedad, motivados por el hecho de que una parte de la torsión es atribuida al spin y por tanto es un efecto cuántico. Aplicamos estos efectos a la cosmología y estudiamos modelos no singulares e inflacionarios que provienen de ésta inclusión. El siguiente efecto cuántico que estudiamos son las correcciones cuánticas a la métrica de Schwarzwschild provenientes de correcciones al potencial Newtoniano. Discutimos las correcciones que se generan en la entropía de Bekenstein de un Agujero Negro. Aplicamos estas correcciones a la cosmología Newtoniana y estudiamos sus efectos en la evolución del Universo temprano, y encontramos Universos no-singulares que rebotan."--Tomado del Formato de Documento de Grado