"Nas últimas décadas, a hipótese de isotropia cósmica vem sendo sujeita a escrutínio. Dados ob- servacionais favorecem-na, mas pequenos graus de anisotropias intrínsecas da geometria ainda não podem ser descartados. Conforme os experimentos se tornam mais precisos, novas ferra- mentas se fazem necessárias para esse tipo de análise. Neste contexto, introduzimos dois pro- gramas, AniCLASS e AniLoS, que calculam, utilizando método da integral na Linha-de-visada, os efeitos deixados na Radiação Cósmica de Fundo por uma classe de modelos cosmológicos homogeneos. O software é baseado na correspondência entre modelos de Bianchi e pertur- bações homogêneas da métrica FLRW. Neste trabalho, apresentamos um resumo sobre todos os métodos nos quais os programas são baseados: a física da teoria de perturbações em FLRW, a dinâmica de modelos de Bianchi linearizados e suas conexões com perturbações em FLRW, e a evolução dos fótons da Radiação Cósmica de Fundo. Também analisamos suas estruturas e produtos. As ferramentas aqui propostas pavimentam a busca pela geometria do universo a partir de dados da próxima geração de sondas da Radiação Cósmica de Fundo."

Neste trabalho, analisamos a teoria das perturbações cosmológicas quânticas em um modelo de fundo Bianchi I. Iniciamos com uma revisão dos aspectos básicos do Modelo Cosmológico Padrão (Λ-CDM), destacando seus problemas de condições iniciais. Em seguida, consideramos extensões do Modelo Padrão e ferramentas propostas para resolvê-los, como a classificação de Bianchi das cosmologias homogêneas, os paradigmas inflacionário e de bounce, e a teoria de perturbações cosmológicas em fundos homogêneos e isotrópicos. Prosseguimos discutindo a teoria quântica de campos em espaço-tempo curvo, a fim de quantizar adequadamente as perturbações e definir um estado físico inicial apropriado. Finalmente, combinamos esses conceitos investigando a teoria de perturbações cosmológicas para um fundo homogêneo (mas anisotrópico) e plano do tipo Bianchi I, realizando sua quantização. Concluímos com a análise de um modelo inflacionário simples e mostramos que as prescrições usuais de vácuo não podem ser aplicadas de forma consistente para perturbações cosmológicas quânticas em fundos Bianchi I.

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.