En la presente tesis se realizó una revisión de los principales modelos que ofrecen una explicación convincente acerca del fenómeno de la Energía Oscura responsable de generar una expansión celerada en un universo del tipo Friedmann-Robertson-Walker. En primer lugar, se revisó el modelo de la constante cosmológica. En segundo lugar, se exploraron los modelos que describen la Energía Oscura por medio de campos escalares dinámicos como el campo de la Quinta Esencia y el campo Fantasma. En tercer lugar, se revisaron los modelos que surgen a partir de la teoría de Cuerdas como lo son el campo Taquiónel, el gas de Chaplygin, el campo de la K-esencia y el campo Dilatón. Además, se determinó que en los modelos de campos, a pesar de los grandes aportes que ofrecen a la compresión de nuestro universo, actualmente no existe ninguna medición experimental que demuestre que tales campos sean el verdadero origen de la Energía Oscura. Por lo tanto, ellos solamente representan un buen intento realizado en el campo de la cosmología moderna. En contraposición a esto, la plena coincidencia que existe entre el modelo ΛDCM con la hipótesis del Big Bang, permite explicar las observaciones de la radiación cósmica de fondo, así como la estructura a gran escala del universo y las observaciones de supernovas, demostrando que el modelo ΛCDM es el único modelo vigente que arroja un poco de claridad sobre la expansión acelerada de un universo FRW plano.

Nos últimos anos, com os avanços tecnológicos, a cosmologia entrou em uma era de precisão observacional. Graças a estes avanços, novas janelas observacionais se abrem para a exploração do Universo. Um bom exemplo de uma nova área é a chamada Astrometria Relativística, a partir da qual podemos vincular a taxa de expansão e a geometria do Universo em “tempo real” usando medidas precisas da paralaxe e do redshift de objetos astrofísicos. Nesta dissertação buscamos descrever alguns destes observáveis astrométricos em termos de um sistema de coordenadas que explora ao máximo a geometria do cone de luz, e conhecido como coordenadas GLC (do inglês, Geodesic Light-cone Coordinates). Em particular, exploramos este sistema de coordenadas para o cálculo das variações temporais (conhecidas como drifts) do redshift e da paralaxe de objetos astrofísicos em uma geometria arbitrária e levando em conta suas velocidades peculiares.

O princípio Copernicano (a hipótese de que o universo é, em média, homogêneo e isotrópico) é a base do modelo padrão da cosmologia. Medidas da RCF mostram que desvios da isotropia são minúsculos, e um cenário onde homogeneidade é quebrada é altamente improvável. Entretanto, a RCF permite somente afirmar que o universo primordial era muito isotrópico, de forma a não excluir a possibilidade de anisotropias tardias. Ademais, uma distribuição de temperatura isotrópica pode surgir de espaços-tempo não isotrópicos. Isso motiva investigações sobre a hipótese de isotropia. Relaxar esse requerimento leva a uma classe de espaços-tempo: os modelos de Bianchi. Eles são espacialmente homogêneos mas anisotrópicos, e uma das generalizações mais simples de espaços-tempo FLRW, possuindo portanto forte apelo cosmológico. Essa tese apresenta dois novos métodos teóricos para serem aplicados no contexto de modelos cosmológicos espacialmente anisotrópicos. O primeiro é relacionado ao estudo de funções de correlação e como elas estão conec- tadas com as simetrias do espaço-tempo. Nós mostramos que exigir que as correlações sejam invariantes por transformações de simetrias fixa sua dependência funcional. Uma solução geral foi encontrada para espaços de Bianchi, o que permitiu analisar o impacto de anisotropias primordiais na matriz de covariância da RCF no limite de grandes ângu- los. Também mostramos como os resultados se aplicam para tanto correlações Gaussianas como não-Gaussianas. O segundo método lida com o drift dos observáveis cosmológi- cos no contexto de cosmologia em tempo real. Medidas astrométricas altamente precisas, permitidas por avanços tecnológicos recentes, podem em princípio detectar variações tem- porais no redshift e direção de observação de estrelas distantes em um intervalo de tempo relativamente curto. Isso pode ser usado para inferir outros observáveis cosmológicos, como a velocidade peculiar da Terra com relação ao referencial da RCF, e, especialmente, anisotropias tardias de modelos tipo Bianchi I. Esse método originial desenvolvido para avaliar os drfits é aplicado a diversos cenários cosmológicos e pode, em princípio, ser estendido para outros espaços-tempo.