From inflation to dark energy through a dynamical Λ: an attempt at alleviating fundamental cosmic puzzles

After decades of successful hot big-bang paradigm, cosmology still lacks a framework in which the early inflationary phase of the universe smoothly matches the radiation epoch and evolves to the present “quasi” de Sitter spacetime. No less intriguing is that the current value of the effective vacuum energy density is vastly smaller than the value that triggered inflation. In this paper, we propose a new class of cosmologies capable of overcoming, or highly alleviating, some of these acute cosmic puzzles. Powered by a decaying vacuum energy density, the spacetime emerges from a pure nonsingular de Sitter vacuum stage, “gracefully” exits from inflation to a radiation phase followed by dark matter and vacuum regimes, and, finally, evolves to a late-time de Sitter phase.

Caratterizzazione e calibrazione dei fotomoltiplicatori del sistema di veto di muoni per l'esperimento xenon1t

Alcune osservazioni sperimentali portano ad affermare che la maggior parte della massa dell'universo è costituita da un tipo di materia definita oscura, cioè materia che interagisce solo gravitazionalmente e debolmente. I candidati più promettenti sono tipicamente identificati con le WIMP (Weakly Interacting Massive Particle). L'esperimento XENON1T per la rivelazione di materia oscura, in fase di costruzione nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso, sfrutta uno spessore di 1.4 km di roccia schermante. Il rivelatore è una Time Projection Chamber contenente circa 2 tonnellate di xeno e avrà sensibilità per sezioni d’urto WIMP-nucleo spin-indipendent pari a circa 2x10-47 cm2 (per WIMP di massa 50 GeV/c2), due ordini di grandezza al di sotto degli attuali limiti. Per raggiungere tale sensibilità la TPC sarà inserita in una tank cilindrica riempita di acqua ultrapura, che fungerà sia da schermo passivo contro la radiazione esterna (gamma e neutroni di bassa energia), sia da veto per i muoni cosmici. I muoni possono infatti produrre neutroni di energia tale da raggiungere la TPC e simulare segnali tipici delle WIMP. Essi sono identificati per via della radiazione Cherenkov, emessa in seguito al loro passaggio in acqua, rivelata per mezzo di 84 fotomoltiplicatori (PMT) 8'' Hamamatsu R5912ASSY HQE. Lo studio delle prestazioni e delle caratteristiche dei PMT utilizzati nel sistema di veto di muoni sono lo scopo di questo lavoro di tesi. In particolare è stato preparato un opportuno setup per i test dei fotomoltiplicatori e sono state effettuate misure di guadagno, dark rate ed afterpulse. In una prima fase sono stati testati in aria 50 PMT presso la Sezione INFN di Bologna, nel periodo compreso tra Novembre 2012 e Marzo 2013 ed in una seconda fase sono stati testati in acqua 90 PMT presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso, nel periodo compreso tra Aprile e Settembre 2013.

Studio delle interazioni dei neutroni nell'esperimento xenon1t

La presenza di materia oscura nell'universo venne ipotizzata negli anni '30 a seguito di alcune anomalie nei risultati sperimentali ottenuti in astrofisica e cosmologia. La distribuzione di materia ottenuta non concordava infatti con i dati provenienti dalle osservazioni astronomiche e gli scienziati ipotizzarono l'esistenza di un tipo di materia, denominata appunto materia oscura, che interagisse debolmente con la radiazione elettromagnetica e fosse quindi interamente invisibile ai telescopi, sia che fossero a radiofrequenze che operanti nel campo del visibile o con raggi gamma e X, ma che producesse effetti gravitazionali. Nel corso degli anni si sono aggiunte ulteriori evidenze a sostegno dell'esistenza di materia oscura, provenienti anche dallo studio della cosmologia, e numerosi esperimenti (tra cui XENON, IGEX, DAMA/LIBRA) sono stati condotti per cercare di determinare tipo e massa delle particelle o la loro abbondanza (PLANCK). Il lavoro di questa tesi consiste in uno studio delle interazioni dei neutroni con lo xenon per l'esperimento XENON1T. I neutroni costituiscono un fondo particolarmente pericoloso per l'esperimento, in quanto producono uno scattering direttamente sul nucleo allo stesso modo delle particelle di materia oscura. Nel lavoro svolto sono state dapprima analizzate le caratteristiche delle singole interazioni con lo xenon contenuto nella camera, per poi passare ad uno studio più specifico sul comportamento dei neutroni prodotti dai fotomoltiplicatori del rivelatore. In seguito alle analisi svolte è stato possibile caratterizzare il fondo di neutroni in modo più preciso, permettendo di determinare alcuni criteri di selezione per il loro riconoscimento.

Zoomed simulations of Halo segregation in cosmological models with two species of coupled dark matter

La materia ordinaria copre soli pochi punti percentuali della massa-energia totale dell'Universo, che è invece largamente dominata da componenti “oscure”. Il modello standard usato per descriverle è il modello LambdaCDM. Nonostante esso sembri consistente con la maggior parte dei dati attualmente disponibili, presenta alcuni problemi fondamentali che ad oggi restano irrisolti, lasciando spazio per lo studio di modelli cosmologici alternativi. Questa Tesi mira a studiare un modello proposto recentemente, chiamato “Multi-coupled Dark Energy” (McDE), che presenta interazioni modificate rispetto al modello LambdaCDM. In particolare, la Materia Oscura è composta da due diversi tipi di particelle con accoppiamento opposto rispetto ad un campo scalare responsabile dell'Energia Oscura. L'evoluzione del background e delle perturbazioni lineari risultano essere indistinguibili da quelle del modello LambdaCDM. In questa Tesi viene presentata per la prima volta una serie di simulazioni numeriche “zoomed”. Esse presentano diverse regioni con risoluzione differente, centrate su un singolo ammasso di interesse, che permettono di studiare in dettaglio una singola struttura senza aumentare eccessivamente il tempo di calcolo necessario. Un codice chiamato ZInCo, da me appositamente sviluppato per questa Tesi, viene anch'esso presentato per la prima volta. Il codice produce condizioni iniziali adatte a simulazioni cosmologiche, con differenti regioni di risoluzione, indipendenti dal modello cosmologico scelto e che preservano tutte le caratteristiche dello spettro di potenza imposto su di esse. Il codice ZInCo è stato usato per produrre condizioni iniziali per una serie di simulazioni numeriche del modello McDE, le quali per la prima volta mostrano, grazie all'alta risoluzione raggiunta, che l'effetto di segregazione degli ammassi avviene significativamente prima di quanto stimato in precedenza. Inoltre, i profili radiale di densità ottenuti mostrano un appiattimento centrale nelle fasi iniziali della segregazione. Quest'ultimo effetto potrebbe aiutare a risolvere il problema “cusp-core” del modello LambdaCDM e porre limiti ai valori dell'accoppiamento possibili.

Study of the sensitivity of the XENON1T experiment with the profile likelihood method

Oggi sappiamo che la materia ordinaria rappresenta solo una piccola parte dell'intero contenuto in massa dell'Universo. L'ipotesi dell'esistenza della Materia Oscura, un nuovo tipo di materia che interagisce solo gravitazionalmente e, forse, tramite la forza debole, è stata avvalorata da numerose evidenze su scala sia galattica che cosmologica. Gli sforzi rivolti alla ricerca delle cosiddette WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles), il generico nome dato alle particelle di Materia Oscura, si sono moltiplicati nel corso degli ultimi anni. L'esperimento XENON1T, attualmente in costruzione presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) e che sarà in presa dati entro la fine del 2015, segnerà un significativo passo in avanti nella ricerca diretta di Materia Oscura, che si basa sulla rivelazione di collisioni elastiche su nuclei bersaglio. XENON1T rappresenta la fase attuale del progetto XENON, che ha già realizzato gli esperimenti XENON10 (2005) e XENON100 (2008 e tuttora in funzione) e che prevede anche un ulteriore sviluppo, chiamato XENONnT. Il rivelatore XENON1T sfrutta circa 3 tonnellate di xeno liquido (LXe) e si basa su una Time Projection Chamber (TPC) a doppia fase. Dettagliate simulazioni Monte Carlo della geometria del rivelatore, assieme a specifiche misure della radioattività dei materiali e stime della purezza dello xeno utilizzato, hanno permesso di predire con accuratezza il fondo atteso. In questo lavoro di tesi, presentiamo lo studio della sensibilità attesa per XENON1T effettuato tramite il metodo statistico chiamato Profile Likelihood (PL) Ratio, il quale nell'ambito di un approccio frequentista permette un'appropriata trattazione delle incertezze sistematiche. In un primo momento è stata stimata la sensibilità usando il metodo semplificato Likelihood Ratio che non tiene conto di alcuna sistematica. In questo modo si è potuto valutare l'impatto della principale incertezza sistematica per XENON1T, ovvero quella sulla emissione di luce di scintillazione dello xeno per rinculi nucleari di bassa energia. I risultati conclusivi ottenuti con il metodo PL indicano che XENON1T sarà in grado di migliorare significativamente gli attuali limiti di esclusione di WIMPs; la massima sensibilità raggiunge una sezione d'urto σ=1.2∙10-47 cm2 per una massa di WIMP di 50 GeV/c2 e per una esposizione nominale di 2 tonnellate∙anno. I risultati ottenuti sono in linea con l'ambizioso obiettivo di XENON1T di abbassare gli attuali limiti sulla sezione d'urto, σ, delle WIMPs di due ordini di grandezza. Con tali prestazioni, e considerando 1 tonnellata di LXe come massa fiduciale, XENON1T sarà in grado di superare gli attuali limiti (esperimento LUX, 2013) dopo soli 5 giorni di acquisizione dati.

Elaborazione di un programma di acquisizioni dati e studio di fotomoltiplicatori al silicio per l'esperimento XENON

Le numerose osservazioni compiute a partire dagli anni `30 confermano che circa il 26% dell'Universo è costituito da materia oscura. Tale materia ha la particolarità di interagire solo gravitazionalmente e debolmente: essa si presenta massiva e neutra. Tra le numerose ipotesi avanzate riguardanti la natura della materia oscura una delle più accreditate è quella delle WIMP (Weakly Interacting Massive Particle). Il progetto all'avanguardia nella ricerca diretta delle WIMP è XENON presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS). Tale esperimento è basato sulla diffusione elastica delle particelle ricercate su nuclei di Xeno: il rivelatore utilizzato è una TPC a doppia fase (liquido-gas). La rivelazione diretta di materia oscura prevede l'impiego di un rivelatore molto grande a causa della piccola probabilità di interazione e di ambienti a bassa radioattività naturale, per ridurre al minimo il rumore di fondo. Nell'ottica di migliorare la sensibilità del rivelatore diminuendo l'energia di soglia sono in fase di ricerca e sviluppo soluzioni alternative a quelle adottate attualmente. Una di tali soluzioni prevede l'utilizzo di fotorivelatori di tipo SiPM da affiancare ai normali PMT in uso. I fotorivelatori al silicio devono lavorare ad una temperatura di (circa 170 K) e devono rivelare fotoni di lunghezza d'onda di circa 175 nm. Il presente lavoro di tesi si colloca nell'ambito di tale progetto di ricerca e sviluppo. Lo scopo di tale lavoro è stato la scrittura di un programma DAQ in ambiente LabVIEW per acquisire dati per caratterizzare in aria fotorivelatori di tipo SiPM. In seguito con tale programma sono state effettuate misure preliminari di pedestallo da cui è stato possibile determinare l'andamento di guadagno e di dark rate al variare della tensione di alimentazione del SiPM. L'analisi dati è stata effettuata impiegando un programma scritto in C++ in grado di analizzare le forme d'onda acquisite dal programma LabVIEW.

Misure preliminari a temperature variabili su SiPM per future applicazioni nell'esperimento XENON

Negli ultimi decenni la materia oscura è stata oggetto di crescente interesse scientifico: dati sperimentali indicano che essa costituisce il 26.8% della massa totale dell'Universo ma le sue origini e natura rimangono ancora ignote. Essa interagisce solo gravitazionalmente in quanto priva di carica, caratteristica che ne rende molto difficile la rivelazione. Numerosi esperimenti in tutto il mondo sono alla ricerca di maggiori informazioni riguardo la natura della materia oscura tramite metodi di rivelazione indiretta e diretta; questi ultimi sono accumunati da rivelatori molto massivi per sopperire alla piccola sezione d'urto di interazione e situati in ambienti molto isolati per diminuire il rumore di fondo dovuto alla radioattività terrestre. Tra le varie ipotesi avanzate riguardo la natura della materia oscura spiccano le WIMP, Weakly Interacting Massive Particle. L'esperimento XENON, situato ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso, si occupa della rivelazione diretta di WIMP studiandone l'urto elastico con i nuclei di Xeno, presente allo stato liquido e gassoso all'interno della TPC, il rivelatore fulcro dell'esperimento. I primi risultati dell'ultima fase del progetto sono attesi per l'inizio del 2016; grazie alla massa fiduciale di circa una tonnellata di Xeno, da cui il nome XENON1T, e a migliorie atte a diminuire il rumore di fondo, quali la scelta accurata di materiali a bassa radioattività e a un sistema di veto dei muoni, si ipotizza che il rivelatore raggiungerà una sensibilità due ordini di grandezza superiore a quelle finora raggiunte. Sono in fase di ricerca soluzioni per incrementare la raccolta di luce del rivelatore, nell'ottica di diminuire l'energia di soglia di rivelazione migliorandone la sensibilità. Una delle possibili soluzioni consiste nell'affiancare i PMT già in uso con fotomoltiplicatori al Silicio SiPM. Essi dovranno essere in grado di lavorare a una temperatura di sim ~170 K ed avere una buona efficienza di rivelazione per fotoni di lunghezza d'onda di ~178 nm. Questo lavoro di tesi si colloca nell'ambito di tale progetto di ricerca e sviluppo. Lo scopo del lavoro di tesi presentato è stato la misura della variazione di guadagno e conteggi di buio dei SiPM a disposizione in funzione della temperatura

Ricostruzione di segnali multipli del rivelatore a tempo di volo (ToF) di ALICE: confronto fra dati e Monte Carlo

La fisica delle collisioni ad alte energie è, ad oggi, uno dei campi di ricerca più interessante per la verifica di modelli teorici che spieghino la nascita e la formazione dell'universo in cui viviamo. In quest'ottica lavorano esperimenti presso i più importanti acceleratori di particelle: tra questi anche l'esperimento ALICE, presso il Large Hadron Collider LHC del CERN di Ginevra. Il suo scopo principale è quello di verificare e ampliare l'insieme delle prove sperimentali alla base sull'esistenza di un nuovo stato della materia: il Quark Gluon Plasma. La presenza della transizione di fase della materia adronica ordinaria a QGP era stata teorizzata da diversi studi termodinamici e da calcoli di QCD su reticolo: in particolare si prevedeva l'esistenza di uno stato della materia in cui i quark sono deconfinati. Il QGP è dunque un plasma colorato e densissimo di quark e gluoni, liberi di interagire tra loro. Queste condizioni sarebbero state quelle dell'universo primordiale, circa 1µs dopo il Big Bang: a seguito di una transizione di fase, si sarebbe poi formata tutta la materia adronica ordinaria. Per riprodurre le condizioni necessarie alla formazione del QGP occorrono collisioni ad energie ultrarelativistiche come quelle prodotte, negli ultimi anni, dall'acceleratore LHC. Uno dei principali rivelatori dedicati all'identificazione di particelle in ALICE è il sistema a tempo di volo TOF. Nonostante un attento processo di ottimizzazione della risoluzione delle sue componenti, persistono residui errori strumentali che limitano la qualità (già ottima) del segnale, tutt'oggi oggetto di studio. L'elaborato presentato in questa tesi è suddiviso in tre capitoli: nel primo ripercorriamo gli aspetti teorici del Modello Standard e del Quark Gluon Plasma. Nel secondo descriviamo la struttura di rivelazione di ALICE, analizzando il funzionamento delle singole componenti. Nel terzo, infine, verifichiamo le principali correzioni al TOF ad oggi note, confrontando i dati a nostra disposizione con delle simulazioni Monte Carlo: questo ci permette da un lato di approfondirne la conoscenza, dall'altro di cercarne di migliorare la descrizione del comportamento del rivelatore.

Los latidos del tiempo : Un viaje imaginario desde el origen del universo hasta nuestros días

El conocimiento científico provisorio y cambiante, nos permite entender la realidad que nos rodea de una determinada manera. Esta no es la única forma de comprender nuestro universo pero sin duda explica los fenómenos de un modo racional y empírico. Esto se realiza mediante la formulación de hipótesis, la corroboración y contrastación de las mismas, comunicando los resultados y abriendo el juego a diversas opiniones que, lejos de criticar destructivamente, afianzan los conocimientos, solidificando las bases en una construcción colectiva del saber (Desantes-Guanter et al 2000). Este es el espíritu que se transmite a quienes participan de Latidos del Tiempo; una propuesta de extensión. Un recorrido guiado por especialistas en astronomía, zoología, ecología, biología de la conservación y antropología, que articula tres importantes centros de formación, divulgación y entretenimiento: el Observatorio Astronómico, el Museo de Ciencias Naturales y el Jardín Zoológico y Botánico de La Plata. La actividad, abarca los hitos más importantes de la evolución cósmica. Comienza con el Big Bang, incursionando por el Origen de la Vida y el Origen del Hombre hasta el presente, reflexionando sobre las problemáticas ambientales actuales y sobre nuestra responsabilidad como especie racional sobre el Planeta. El desafío y principal logro de la actividad, consiste en abordar cada tema de manera amena y multidisciplinar pero desdibujando los límites de cada disciplina, tratando de que los participantes experimenten la continuidad de los diversos hitos, integrando y relacionando los eventos, discutiendo ante distintas interpretaciones y generando nuevos interrogantes, más que de respuestas definitivas.

Los latidos del tiempo : Un viaje imaginario desde el origen del universo hasta nuestros días

El conocimiento científico provisorio y cambiante, nos permite entender la realidad que nos rodea de una determinada manera. Esta no es la única forma de comprender nuestro universo pero sin duda explica los fenómenos de un modo racional y empírico. Esto se realiza mediante la formulación de hipótesis, la corroboración y contrastación de las mismas, comunicando los resultados y abriendo el juego a diversas opiniones que, lejos de criticar destructivamente, afianzan los conocimientos, solidificando las bases en una construcción colectiva del saber (Desantes-Guanter et al 2000). Este es el espíritu que se transmite a quienes participan de Latidos del Tiempo; una propuesta de extensión. Un recorrido guiado por especialistas en astronomía, zoología, ecología, biología de la conservación y antropología, que articula tres importantes centros de formación, divulgación y entretenimiento: el Observatorio Astronómico, el Museo de Ciencias Naturales y el Jardín Zoológico y Botánico de La Plata. La actividad, abarca los hitos más importantes de la evolución cósmica. Comienza con el Big Bang, incursionando por el Origen de la Vida y el Origen del Hombre hasta el presente, reflexionando sobre las problemáticas ambientales actuales y sobre nuestra responsabilidad como especie racional sobre el Planeta. El desafío y principal logro de la actividad, consiste en abordar cada tema de manera amena y multidisciplinar pero desdibujando los límites de cada disciplina, tratando de que los participantes experimenten la continuidad de los diversos hitos, integrando y relacionando los eventos, discutiendo ante distintas interpretaciones y generando nuevos interrogantes, más que de respuestas definitivas.

Simulazione Monte Carlo del muon veto dell'esperimento XENON1T

Numerose osservazioni astrofisiche e cosmologiche compiute a partire dagli anni '30 confermano che circa il 26% dell'Universo è costituito da materia oscura. Tale materia ha la particolarità di interagire solo gravitazionalmente e, forse, debolmente: essa si presenta massiva e neutra. Tra le numerose ipotesi avanzate riguardanti la natura della materia oscura una delle più accreditate è quella delle WIMP (Weakly Interacting Massive Particle). Il progetto all'avanguardia nella ricerca diretta delle WIMP è XENON presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS). Tale esperimento è basato sulla diffusione elastica delle particelle ricercate su nuclei di Xeno: il rivelatore utilizzato è una TPC a doppia fase (liquido-gas). La rivelazione diretta di materia oscura prevede l'impiego di un rivelatore molto grande, a causa della piccola probabilità di interazione, e di ambienti a bassa radioattività naturale, per ridurre al minimo il rumore di fondo. Risulta necessario inoltre l'utilizzo di uno schermo attivo che individui particelle di alta energia, in particolare muoni cosmici, che possono produrre falsi segnali. È stato realizzato a tale scopo un sistema di Muon Veto composto da un grande cilindro d'acqua posto attorno alla TPC, equipaggiato con 84 fotorivelatori atti ad osservare i fotoni ottici emessi per effetto Čherenkov dai raggi cosmici. Il presente lavoro di tesi si colloca nell'ambito di un programma di simulazione Monte Carlo, creato per realizzare virtualmente l'esperimento XENON1T e per effettuare studi preliminari. Lo scopo di tale lavoro è stato quello di contribuire alla scrittura e alla verifica del codice di simulazione e allo studio di eventi di muoni cosmici da esso generati. L'analisi dati è stata effettuata scrivendo un programma in C++ in grado di analizzare i risultati forniti dal simulatore e di generare degli Event Display statici e dinamici per una visualizzazione efficace degli eventi.

Formation of structure in dark energy cosmologies

Acceleration of the universe has been established but not explained. During the past few years precise cosmological experiments have confirmed the standard big bang scenario of a flat universe undergoing an inflationary expansion in its earliest stages, where the perturbations are generated that eventually form into galaxies and other structure in matter, most of which is non-baryonic dark matter. Curiously, the universe has presently entered into another period of acceleration. Such a result is inferred from observations of extra-galactic supernovae and is independently supported by the cosmic microwave background radiation and large scale structure data. It seems there is a positive cosmological constant speeding up the universal expansion of space. Then the vacuum energy density the constant describes should be about a dozen times the present energy density in visible matter, but particle physics scales are enormously larger than that. This is the cosmological constant problem, perhaps the greatest mystery of contemporary cosmology. In this thesis we will explore alternative agents of the acceleration. Generically, such are called dark energy. If some symmetry turns off vacuum energy, its value is not a problem but one needs some dark energy. Such could be a scalar field dynamically evolving in its potential, or some other exotic constituent exhibiting negative pressure. Another option is to assume that gravity at cosmological scales is not well described by general relativity. In a modified theory of gravity one might find the expansion rate increasing in a universe filled by just dark matter and baryons. Such possibilities are taken here under investigation. The main goal is to uncover observational consequences of different models of dark energy, the emphasis being on their implications for the formation of large-scale structure of the universe. Possible properties of dark energy are investigated using phenomenological paramaterizations, but several specific models are also considered in detail. Difficulties in unifying dark matter and dark energy into a single concept are pointed out. Considerable attention is on modifications of gravity resulting in second order field equations. It is shown that in a general class of such models the viable ones represent effectively the cosmological constant, while from another class one might find interesting modifications of the standard cosmological scenario yet allowed by observations. The thesis consists of seven research papers preceded by an introductory discussion.

Teología, 1995, Tomo XXXII nº 065 (número completo)

Romanos 9-11. Gracia y predestinación / Victor M. Fernández -- La eucaristía en la constitución pastoral “Gaudium et Spes” / Gabriel Seguí i Trobat -- Los franciscanos de Río IV y la evangelización de los indios ranqueles / Pedro Gaudiano -- El “Big-Bang” y la visión cristiana del universo / Mario E. Sacchi -- Notas bibliográficas

Cosmology in an accelerated universe: observations and phenomenology

En las últimas décadas la cosmología ha experimentado notables avances como consecuencia del desarrollo de nuevos experimentos que nos han abastecido con precisos datos observacionales. La calidad de estos datos ha permitido construir una imagen global del universo actual; un universo acelerado compuesto principalmente por materia oscura (23%) distinta a la materia ordinaria (5%), y energía oscura (70%), la componente del universo que contrarresta el efecto gravitatorio y explica la expansión acelerada de éste. Con la existencia de estas dos principales componentes se puede explicar la situación actual del universo y los fenómenos que tienen lugar en él. Sin embargo, su naturaleza es todavía un misterio, por lo que nos encontramos ante un largo y apasionante camino que recorrer.Es en este contexto donde se enmarca el trabajo presentado en esta tesis, cuyo principal objetivo es ir más allá y obtener algunas pistas nuevas sobre la naturaleza de la energía oscura. Las investigaciones llevadas a cabo durante esta tesis tratan de hacer frente a este sector ¿oscuro" desde varias perspectivas, combinando la teoría y el análisis de datos astronómicos.Como primer acercamiento, en el capítulo 2 se propone un nuevo modelo para unificar el sector ¿oscuro¿: materia y energía oscura. En los capítulos 3 y 4 se aborda el problema de la energía oscura desde una nueva perspectiva y se presentan unas nuevas parametrizaciones de la ecuación de estado de la energía oscura. Por último, en el capítulo 5, a través de los datos del fondo cósmico de microondas, se da un paso más allá en física de las épocas tempranas del universo, y se obtienen restricciones sobre el exceso de densidad de radiación observado. Por otra parte, se da una explicación a este fenómeno: se atribuye este exceso al fondo cósmico de ondas gravitacionales primordiales producido por las cuerdas cósmicas, bajo condiciones adiabáticas.

Astronomy.

Examina la historia de esta ciencia considerada la más antigua de todas por el interés que desde la antigüedad ha suscitado en los hombres el conocimiento de los complejos movimientos de los objetos celestiales.También, se repasan los orígenes del universo con la violenta explosión ocurrida hace billones de años, llamada Big Bang. Se estudia el sistema solar, formado de planetas, lunas e innumerables cuerpos más pequeños como asteroides y cometas. Se completa con una observación de las estrellas y galaxias en el cielo de la noche, con cartas estelares y perfiles de constelaciones y, por último, se añade una guía con la posición mes a mes de las constelaciones septentrionales y australes.