Seminários

Os seminários ocorrem usualmente às 10:00 nas sextas-feiras (horário de Brasília) e são abertos a todos os interessados.  São comumente apresentados em portugês ou inglês, visando alunos (graduação e pós-graduação) e pesquisadores nas áreas de astrofísica, cosmologia ou gravitação. A audiência varia, mas usualmente em torno de 20 a 40 participantes.

Há uma lista de e-mails que é aberta, aonde anunciamos os próximos seminários.  Ver botão abaixo.

Seminars

The seminars usually take place at Fridays at 10:00 (BRT, GMT-3) and are open to all interested parties. They are commonly presented in Portuguese or English, targeting students (undergraduate and graduate) and researchers in the fields of astrophysics, cosmology, or gravitation. The audience varies, but typically ranges from 20 to 40 participants.

There is an open email list where we announce upcoming seminars. See button below.
Organizers: Júlio Fabris, Paola Seidel, Davi Rodrigues.

2024
​Scheduled seminars:​

18 October 2024
Rotação de estrelas jovens de baixa massa
Maria Jaqueline Vasconcelos. (UESC, Bahia)

Neste trabalho, simulamos distribuições de períodos de rotação de populações homogêneas de estrelas jovens de massa solar com idades entre 1 e 550 milhões de anos. Estas populações são constituídas de estrelas simples e binárias. Considera-se que a rotação da estrela é alterada tanto por modificações evolutivas da estrutura estelar quanto pela perda de momento angular devido à presença de um vento estelar magnetizado. Há, ainda, um torque causado pela interação da estrela com o disco circunstelar, que impede que ela passe a girar mais depressa, o que aconteceria devido à acreção da matéria do disco. Nas estrelas binárias, no entanto, o disco circunstelar tem uma duração menor devido, por exemplo, à interação com a companheira, com consequências diferentes para a velocidade de rotação estelar comparada àquela das estrelas solitárias. Construímos, inicialmente, uma população de estrelas com massas entre 0.5 e 1.0 massas solares e atribuímos a cada estrela um valor inicial de período de rotação escolhido de uma distribuição gaussiana bimodal, com moda menor para as estrelas sem disco. O critério para a presença ou ausência do disco está relacionado à comparação do valor da taxa de acreção com um valor limite que depende do período de rotação inicial. A fração de estrelas com disco diminui com o tempo e a partir de 12 milhões de anos, não há mais estrelas com disco na população estudada. Enquanto o disco ainda está presente, o seu torque mantém o período de rotação inalterado. Para estrelas mais evoluídas, a perda de momento angular pelo vento estelar diminui o período de rotação da estrela. Para comparar nossos resultados com os períodos de rotação disponíveis para diversos aglomerados jovens da nossa Galáxia, utilizamos os testes estatísticos de comparação de duas amostras de Kolmogorov-Smirnov e de Anderson-Darling. Nossos resultados mostram uma boa concordância para vários, mas não todos os aglomerados utilizados. Vemos, também, que a adição de uma fração de estrelas binárias de no máximo 20% melhora a concordância com as observações.

​Local: Mini-auditório, Bloco B, UFES.
Dia e horário: 18/10/2024 às 10 h
18 October 2024
Topologia em Matéria Condensada
 Antonio Sergio Teixeira Pires (UFMG) 

Nos últimos anos surgiu um grande interesse na aplicação de topologia em matéria condensada. Conceitos oriundos da topologia tornaram-se essenciais para a compreensão de vários fenômenos na área. Nesta palestra pretendo fornecer uma breve introdução a alguns métodos em topologia e mostrar algumas aplicações em física da matéria condensada. Entre outros conceitos pretendo abordar: efeito Hall quântico, efeito Hall quântico de spin, invariantes topológicos e correspondência bulco/borda.

Local: Mini-auditório, Bloco B, CCE.
Dia e horário: 18 de outubro de 2024, 14 h 
18 October 2024
Buracos Negros Primordiais e Matéria Escura no Universo
Rainer Karl Madejsky (UEFS, Bahia)

O estudo da matéria escura representa um dos maiores desafios para a cosmologia contemporânea. Neste seminário serão discutidos os métodos que foram desenvolvidos desde o primeiro indício a favor da existência de matéria escura há quase um século. Entre os métodos podem ser mencionados vários métodos da dinâmica de galáxias espirais e de aglomerados de galáxias, de lenteamento gravitacional, da nucleossíntese primordial e da análise das anisotropias da radiação cósmica de fundo. No entanto, a natureza da matéria escura permanece desconhecida. Durante décadas foram procuradas partículas elementares hipotéticas, mas até hoje sem sucesso. A análise detalhada das ondas gravitacionais observadas pelo observatório LIGO resulta em massas de buracos negros que parecem, em alguns casos, não compatíveis com as massas esperadas de buracos negros formados durante a evoluçâo estelar. Observações recentes do telescópio espacial JWST parecem revelar galáxias com buracos negros supermassivos em redshift alto que torna difícil a explicação convencional da formação e crescimento de buracos negros supermassivos. Nesse contexto estão sendo estudados os processos que poderiam resultar na formação de buracos negros primordiais explicando o enigma da mat´eria escura no universo e os resultados observacionais recentes de LIGO e JWST.

Local: Mini-auditório, Bloco B
​Dia e horário: 18 outubro 2024, 16:30 h 
​

Previous seminars:

06 September  2024
Análise de lentes do CMB da distribuição de massa estendida de aglomerados
Facundo Toscano (IATE - CONICET, Córdoba, Argentina)

Este estudo investiga o sinal anisotrópico de lentes gravitacionais associado à distribuição de massa de aglomerados de galáxias. Analisamos dados do Fundo Cósmico de Micro-ondas (CMB) obtidos do mapa de convergência de lentes do Planck Collaboration (2018). Especificamente, examinamos regiões centradas em aglomerados redMaPPer do SDSS DR8 com redshift na faixa [0.4, 0.5]. Usando perfis radiais médios, detectamos um sinal estatisticamente significativo até 40 Mpc/h para o parâmetro de convergência κ. Alinhando os aglomerados ao longo de seu eixo principal, determinado pela distribuição dos membros das galáxias, observamos uma distinção notável entre perfis de convergência paralelos e perpendiculares. Além disso, ao empregar um modelo com densidade de massa superficial anisotrópica, obtemos resultados compatíveis com a massa e as elasticidades dos aglomerados derivadas por estimativas de lentes fracas. Esses achados fornecem evidências sólidas para uma correlação entre a distribuição dos membros do aglomerado de galáxias e a distribuição de massa em larga escala.

Local: Mini-auditório, Bloco B, UFES.
Horário: 10:00 h
30 August 2024
A seta do tempo na evolução de sistemas gravitacionais não-colisionais
Leandro Beraldo e Silva (Department of Astronomy & Steward Observatory, University of Arizona)

Um sistema gravitacional não-colisional como uma galáxia, começando de uma configuração genérica, evolui para um estado estacionário. No limite teórico N -> infinito (hipótese do contínuo), essa evolução é acompanhada pelo desenvolvimento de estruturas indefinidamente finas no espaço de fases, o que é descrito pela equação de Vlasov. Tradicionalmente se assume que a hipótese do contínuo só é invalidada na escala de tempo da relaxação colisional, ≈ N/ln N, muito maior que a idade do Universo para o número típico de estrelas em uma galáxia. Neste seminário, revisarei resultados demonstrando a existência de uma escala de tempo muito mais curta de relaxação não-colisional que impede o desenvolvimento das estruturas finas previstas pela eq. de Vlasov. Discutirei o mecanismo físico responsável por esta relaxação não-colisional e como ela é necessária para que o sistema atinja um estado descrito por um dos pilares da dinâmica galáctica, o teorema de Jeans. Por fim, mostrarei como essas idéias podem ser usadas para restringir o potencial gravitacional da Via Láctea.

Google meet: https://meet.google.com/rxp-bzhr-ydu
09 August 2024/ 10h00 BRT​ / Remote Seminar
Proca stars
Etevaldo dos Santos Costa Filho (Universidade de Lisboa)

In Einstein-Maxwell theory, there are no solitons or balanced neutral multi-black hole solutions, and black holes have "no hair." However, in Einstein-Klein-Gordon and Einstein-Proca models, involving ultralight bosonic matter, a richer variety of solutions, including solitonic and black holes, emerge with intriguing dynamics. Spherical Proca Stars (PSs) were considered stable ground states, but new evidence shows they are excited states. The true ground state consists of static, prolate PSs. While spherical PSs resist spherical perturbations, they eventually transition into prolate PSs through non-spherical dynamics and gravitational cooling. Thus, PSs illustrate how stability and staticity imply non-sphericity in relativistic stars coupled to simple field theory in General Relativity.

Zoom: https://us06web.zoom.us/j/88408949976?pwd=a67AMXb87W2NkaLCNGvM38Ifbrz7Oe.1 
(Meeting ID: 884 0894 9976 / Passcode: 446590)


21 June 2024/ 09h30 BRT​
Objetos Compactos Magnetizados e suas Instabilidades
Edson Otoniel (UFCA - Universidade Federal do Cariri)

O estudo de estrelas compactas, como Anãs Brancas e as exóticas estrelas estranhas, permite testar nossa compreensão da matéria nuclear em densidades extremas. O interior dessas estrelas oferece um ponto de encontro único entre a astrofísica e a física nuclear, pois suas propriedades macroscópicas – como massa, raio, rotação e evolução térmica – dependem da natureza microscópica da matéria de quarks, hadrônica e nuclear em altas densidades, bem como suas reações de captura de elétrons e picnonucleares. Assim, o efeito dos altos campos magnéticos em objetos compactos, utilizando a magnetohidrodinâmica, tal como as equações de estado (EoS) mais realistas, são pontos importantes para conhecer tais instabilidades. Neste seminário explorarei o comportamento da matéria em altas densidades sob a influência de campos magnéticos extremos e rotação, um campo ainda pouco compreendido.

Local: Miniauditório, Bloco B
Dia e horário: Sexta-feira, (21/06), às 09h30.
26 Apr 2024 / 10:00 BRT / Remote Seminar
Phenomenology of renormalization group improved gravity from the kinematics of SPARC galaxies
Esha Bhatia (Indian Institute of Technology, India)
​
Renormalization Group correction to General Relativity introduces a running of the gravitational coupling parameter with the energy scale of the Universe and is viewed as one of the alternative theories of gravity. In this talk, I will describe a phenomenological study to look into a wide variety of rotationally supported and morphologically different galaxies present in the Spitzer Photometry for Accurate Rotation Curve (SPARC) catalog. I will show that one can phenomenologically constrain the model parameter associated with the RGGR model along with the mass-to-light ratio for the galaxies individually and explain that data from 100 SPARC galaxies are consistent with our chosen gravity model. Finally, I will describe two empirical relations satisfied through SPARC observations, viz., the Radial Acceleration Relation (RAR) and the Baryonic Tully-Fisher Relation (BTFR) in the RGGR framework. I will conclude by showing that both the observed relations (RAR and BTFR) behave satisfactorily in the RGGR framework.

Zoom: https://us06web.zoom.us/j/89461742804?pwd=TkoFUZVzemxa9dp3vy22c0oxn8IOR7.1
(Meeting ID: 894 6174 2804,  Passcode: 826864)
05 Apr 2024
Uma Proposta de Ferramenta Visual para a Análise das Tensões Cosmológicas.
Igor Cardoso Pedreira (UFF)

Extensões do modelo ΛCDM são propostas para analisar várias questões em aberto do modelo cosmológico padrão, tal como a ``tensão de Hubble''. Esta tensão tem a peculiaridade de geralmente impactar a tensão que diz respeito à discrepância da amplitude de aglomeração de matéria, a ``tensão em σ_8''. Para explorar a correlação entre essas duas tensões, este trabalho sugere um método simples de visualizar a relação entre os dois parâmetros, H_0 e σ_8, em diferentes modelos. Para cada extensão ao modelo padrão, foram usados dados cosmológicos atuais para inferir os valores de H_0 e σ_8 e foi plotado a relação entre esses dois parâmetros para diferentes amplitudes dessas extensões além do modelo ΛCDM. Por mais que tenham sido estudados na literatura, alguns desses modelos não foram analisados tendo em vista as duas tensões juntas. O método usado aqui pode ser uma ferramenta de diagnóstico útil para ilustrar o comportamento de modelos cosmológicos complexos com vários parâmetros no contexto das tensões em H_0 e σ_8 e entender a correlação entre estes parâmetros em diferentes modelos. O resultado deste trabalho foi apresentado no artigo arXiv: 2311.04977 .

O seminário poderá ser acompanhado pelo link: meet.google.com/jto-ppyu-pkp
​Dia e horário: Sexta-feira, 05/04, às 10:00h 
15 Mar 2024
The Inflationary Butterly Effect: non-perturbative dynamics from small-scale features
Angelo Caravano (IAP, França)
​
I will present the first simulation of the inflationary epoch of the Universe. I will focus on an example of a model of inflation exhibiting a localized departure from the slow-roll dynamics. We find that a small oscillatory feature in the potential can drastically alter the course of inflation, with major phenomenological implications. In certain cases, the entire Universe gets trapped in an eternal de Sitter state. In others, only some regions get stuck in a false vacuum and become primordial black holes in the form of baby Universes. Analogously to the flap of a butterfly on the Earth's atmosphere, these results show that small-scale phenomena can have profound consequences on the evolution and properties of the entire Universe. This marks the beginning of a new era in the exploration of the beginning of our Universe using lattice simulations.

O seminário poderá ser acompanhado pelo link: meet.google.com/jto-ppyu-pkp
Dia e horário: Sexta-feira, 15/03, às 10:00 h
08 Mar 2024
Gravitational wave resonance: amplification and damping in different interactions
Paola Delgado (Uniwersytet Jagiellonski, Polônia)

In this talk, I will discuss resonant interactions of gravitational waves with other physical entities. Such interactions can result in the amplification or damping of the gravitational wave amplitude, potentially leading to detectable outcomes in specific scenarios. The first explored possibility involves the gravitational wave conversion to photons via parametric resonance, leading to the suppression of gravitational wave amplitude in a medium with subluminal speed of light. The second resonant interaction considered involves the gravitational potentials of Ultra-Light Dark Matter halos and a gravitational wave, resulting in the amplification of the latter in sufficiently dense regions within the halo. The frequency of the amplified gravitational wave in this case is equal to the Ultra-Light Axion (ULA) mass, including the pulsar timing array frequency range.

Link para o seminário: meet.google.com/qap-qrrk-bkv
Dia e horário: Sexta-feira, 08/03, às 10:00 h
29 Jan 2024
Fluidos em rotação na relatividade geral: Propriedades gerais de sistemas tipo Weyl
Vilson T. Zanchin (Universidade Federal do ABC)
          
Sistemas tipo Weyl são configurações de matéria eletricamente carregada que obedecem às equações de Einstein-Maxwell. Em trabalhos passados, analisamos em detalhes as propriedades gerais desse tipo de sistema considerando somente configurações estáticas. Tais propriedades são estabelecidas com base nas equações de campo, as quais podem ser reduzida a um sistema envolvendo dois potências (um potencial métrico e um eletromagnético), além das quantidades associadas à matéria tais como densidade de energia e pressão, além da energia do campo eletromagnético.  No presente estudo estendemos a análise para sistemas com rotação. Neste caso, dois novos potenciais são necessários, um potencial métrico relacionado com a rotação e um segundo ṕotencial eletromagnético associado ao campo magnético. Fazendo hipóteses similares às feitas por Weyl, estabelecemos relações entre os potenciais e as quantidades do fluido, obtendo assim equações de estado que caracterizam tais sistemas. Uma série de teoremas são obtidos e demonstrados.
Neste seminário será apresentado resultados que, além de mostrarem as propriedades gerais dos sistemas, indicam possíveis estratégias que podem ajudar a encontrar soluções exatas que representam objetos compactos em rotação.

Local: Auditório do PPGFis
Dia e horário: Segunda- feira, dia 29/01, às 10:00 h

2023

07 Dec 2023
New results on the conformal anomaly and anomaly-induced effective action of gravity
Ilya L. Shapiro Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), Minas Gerais, Brasil.
​
Conformal symmetry and, correspondingly, the trace anomaly belong to the most relevant manifestations of quantum field theory in curved spacetime. We report on new results concerning representations of anomaly-induced effective action of gravity, low-energy limit, and the new renormalizable model in 4D, where the guiding symmetry is local conformal symmetry.

​Local: Auditório do PPGFis, CCE, UFES
Dia e horário: Quinta-feira, dia 07/12, às 09:00 h

​05 Dec 2023
Espaços-tempos isócronos
Alberto Saa (Unicamp)

Os potenciais isócronos foram introduzidos nos anos 50 por Michel Henon no estudo de aglomerados globulares. São potenciais clássicos (não-relativísticos) nos quais as órbitas limitadas tem períodos radiais que não dependem do momento angular. Os potenciais harmônico e Newtoniano, que de acordo com o Teorema de Bertrand são os dois únicos potenciais centrais para os quais todas órbitas limitadas são também fechadas, também são isócronos. A versão relativística do Teorema de Bertrand foi proposta por Perlick nos anos 90, e sua interpretação geométrica tem se mostrado interessante e inspiradora. Apresentaremos aqui a versão relativística dos potenciais isócronos de Henon: os espaços-tempos isócronos. Mostraremos como construir espaços-tempos isócronos a partir de uma equação algébrica. Construiremos, em particular, uma família de espaços-tempos cujo limite Newtoniano corresponde aos modelos isócronos de Henon e que, portanto, podem ser considerados como a versão relativística para esses modelos de aglomerados globulares.

Local: Auditório do PPGFis, UFES
​Dia e horário: terça-feira, dia 05/12, às 18 h
24 Nov 2023
Gravitational Wave Observations with Space-Based Interferometers
Massimo Tinto (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)  e Jet Propulsion Laboratory - California Institute of Technology)

The first direct observation of a gravitational wave (GW) signal made by the LIGO observatory on February 2016 represents a historic moment of enormous magnitude, perhaps comparable to the early astronomical observations made in 1610 by Galileo Galilei. Very much like Galilei then, we have just started to explore the capabilities of our new observational tools, which promise to unveil secrets of the Universe inaccessible by any other means. The era of GW astronomy has finally begun! Although ground-based detectors can effectively search for a wide variety of signals in the band from about 50 Hz to several hundred Hz, they become limited in sensitivity below 50 Hz by the rapidly growing seismic and gravity-gradient noises. As the mHz frequency region of the GW spectrum is expected to be populated by a wide variety of GW sources, space-based detectors developed in the United States of America, Europe and China will access this frequency region in the early part of the next decade. This talk provides an overview of the physics principles underlying the working of these interferometers together with a description of the GW signals expected to be observed.

Link: https://meet.google.com/tqp-oeju-kxt​

14 Nov 2023
Cosmology-informed neural networks to solve the background dynamics of the Universe
Susana Landau (UBA, Argentina)

In the last few years, the application of the field of machine learning to analyze data and physical models has increased significantly. Among the various methods that have been developed, there is one that allows one to obtain a bundle of solutions of differential systems without the need of using traditional numerical solvers. On the other hand, the computational times required to make comparisons between observational data and predictions from alternative cosmological predictions are significantly longer than in the case of the standard cosmological model. In this talk, we will describe the NN bundle method and its application to the cosmological scenario. The great advantage of this method is that, once the neural networks have been trained, the solution can be used indefinitely without having to carry out the integration process again, as is the case with numerical methods. Also, the computational times of the inference process are significantly using the NN based solutions.

Dia e horário: terça-feira, dia 14/11, às 17 h.
​ Local: Auditório do PPGFis, UFES.
10 Nov 2023
Perturbations of a deformed Kerr black hole
Maurício Richartz (UFABC)

Astrophysical black holes are consistent with the Kerr metric, but current observations do not rule out small deviations from it. In this work we use the continued fraction method to determine the eigenfrequencies associated with a Kerr-like black hole. In addition to its mass M and its specific angular momentum a, the black hole depends on a third parameter \eta, called the deformation parameter. We investigate how the deformation parameter affects the quasinormal modes and the quasibound states of a massive scalar field around the black hole. In particular, we compute the time scales associated with the superradiant instabilities of the scalar field in such a spacetime.

Local: Mini-auditório, Bloco B, CCE
​Dia e horário: Sexta-feira, 10/11, às 10 h
25 Aug 2023
Sobre as derivadas fracionárias
Edmundo Capelas de Oliveira (Unicamp)
​
Apresenta-se uma breve localização histórica, a fim de relacionar com o cálculo de ordem inteira e mencionar os principais nomes a ele associados; discutimos as derivadas fracionárias, de Grünwald-Letnikov, por razões históricas e, após a introdução da integral de Riemann-Liouville, as formulações de Riemann-Liouville e Caputo.
18 Aug 2023
The two modes puzzle: The impact of Self-Interacting Neutrinos in the Large Scale Structure of the Universe
David Camarena Torres (Universidade do Novo México, EUA)

According to several analyses, a cosmological scenario in which neutrinos strongly interact among them, delaying their free-streaming until close to the epoch of matter-radiation equality, can offer a good fit to the CMB and BAO data. This scenario, which significantly deviates from the standard picture, predicts sizable changes in the linear power spectrum and could produce substantial changes in the Large Scales Structure (LSS) of the Universe. Yet, it is still unknown if the strongly self-interacting neutrinos can also offer a good fit for LSS data. Aiming to supply this gap, we investigate, in a CMB-independent fashion, the compatibility of the self-interacting neutrinos with the Full Shape of the galaxy power spectrum. Our analysis demonstrates that the strongly self-interacting neutrino cosmology is consistent with galaxy power spectrum data.

Local: Auditório do PPGFis
Horário: 10h
​
28 July 2023
O estado-da-arte e as mil perguntas sem resposta da população de estrelas de nêutrons
Jorge Horvath (IAG-USP)

Embora nos livros se repita ad nauseam a visão de que as estrelas de nêutrons nascem em explosões de supernova e o resto dos paradigmas, temos um conhecimento bastante fragmentário e incompleto dos eventos de nascimento e a evolução das estrelas de nêutrons. Pretendemos esclarecer alguns destes pontos importantes, ainda sem resposta, e mostrar novas evidências que complexificam muito este problema já antigo.

Local: Auditório do PPGFis
Horário: 14h
14 July 2023
Perturbations of Cosmological Redshift Drift
Pedro Bessa (UFES)

The cosmological redshift drift is a promising new probe that allows one to directly detect the local dynamics of the Universe in a model-independent manner and directly infer the accelerated phase of its expansion. Next generation surveys capable of observations in the HI and LymanAlpha lines such as SKA and the VLT promise to provide a first detection of this probe in the next decade. In a Universe with structure, in order to fully understand the behavior of the background cosmic redshift drift, one needs to take into account the peculiar acceleration, velocity and gravitational potential of the sources observed. In this talk we’ll give a general explanation of the redshift drift at the background, large scale, and explore the overall behavior of the cosmological redshift drift in a Universe with structure and inhomogeneities.
​
7 July 2023
Statistical anomalies in the cosmic microwave background fluctuations: A surprising and exciting explanation.
Frode Hansen (Universitetet i Oslo, Noruega)

Already since the very first maps of the cosmic microwave background fluctuation from the COBE satellite, puzzling and unexplained statistical anomalies have been observed. The latest very high resolution maps provided by the Planck satellite have only increased the number of such anomalies which remain a mystery, though the possibility that they result from statistical fluctuations cannot be ruled out. In a recent paper, we proposed a surprising explanation which naturally resolves these anomalies but which also creates a new mystery. This explanation opens an exciting possibility to discover new physics: a systematic and unexplained decrease in CMB temperatures around nearby galaxies.
 02 June 2023
Tidal deformations of neutron stars with elastic phases and implications (slides)
Jonas Pedro Pereira (UFES)

Gravitational-wave astronomy is expected to provide independent constraints on neutron star properties, such as their equation of state. This is possible with the measurements of binary components’ tidal deformability, which alter the point-particle gravitational waveforms of neutron-star binaries. I’ll discuss some tidal deformability aspects due to the elasticity/solidity of the hadronic/mixed phase/quark phase in a hybrid neutron star and some nontrivial implications they could have. I employ the framework of nonradial perturbations with zero frequency and study hadronic phases presenting elastic aspects when perturbed (with the shear modulus approximately 1% of the pressure). I’ll show that the relative tidal deformation change in a hybrid star with a perfect-fluid quark phase and a hadronic phase presenting an elastic part is never larger than about 2% − 4% (with respect to a perfect-fluid counterpart). These maximum changes occur when the elastic region of a hybrid star is larger than approximately 60% of the star’s radius, which may happen when its quark phase is small and the density jump is large enough, or even when a hybrid star has an elastic mixed phase. For other cases, tidal deformation changes due to an elastic crust are negligible (10^−5% − 10^−1%), therefore unlikely to be measured even with third-generation detectors. However, deformations in stars with elastic phases could have important implications for other relevant quantities, such as the height of neutron star mountains (important for continuous gravitational waves) and the yielding of their elastic phases (important for elastic energy conversions, hot spot dynamics, and even precursors in binary systems)

Horário: 10 h.
26 May 2023
O efeito Unruh sob a perspectiva de de Broglie-Bohm
Matheus Paixão (CBPF)

Segundo a Teoria Quântica de Campos, o conceito de partículas é, em geral, dependente do observador, fato mais proeminente em espaços-tempos curvos. Como exemplo, um observador acelerado tipo Rindler possui um vácuo diferente daquele definido por um observador inercial tipo Minkowski. Quando calculamos o número médio de partículas associadas ao vácuo de Minkowski visto por um observador de Rindler, não obtemos zero, mas uma distribuição de Bose-Einstein com temperatura proporcional a sua aceleração. Neste seminário abordarei este fenômeno, conhecido na literatura como efeito Unruh, do ponto de vista da interpretação de de Broglie-Bohm da Mecânica Quântica. Neste setup mostrarei que a temperatura de Unruh emerge naturalmente do cálculo da energia média, contudo a abordagem bohmiana distingue precisamente entre seus componentes quânticos e clássicos, mostrando que eles periodicamente intercambiam seus papéis como a causa dominante dos efeitos de temperatura, fato este que talvez possa ter alguma constatação experimental. Apresentarei também o espectro de potências, bem como uma configuração de campo bohmiano muito especial com propriedades físicas notáveis. Uma vez que a mecânica bohmiana tem um caráter não-local evidenciado pelas equações guia, ela pode trazer insights importantes sobre a questão do emaranhamento entre os lados direito e esquerdo do espaço de Rindler, assim como ajudar a entender a radiação Hawking de um ponto de vista mais fundamental.

Horário:   09:30 
12 May 2023
Técnicas de aprendizagem de máquina aplicadas à astrofísica e à cosmologia
Rodrigo von Marttens (UFBA)

Nesta apresentação, serão discutidas aplicações de ferramentas de Aprendizagem de Máquinas em problemas cosmológicos e astrofísicos. Inicialmente abordarei a utilização de ferramentas de AutoML para a abordagem de problemas gerais envolvendo Aprendizagem de Máquina. Posteriormente, serão apresentados dois exemplos: uma regressão para determinação de quantidades relacionadas à matéria escura em galáxias através da matéria visível e uma classificação de objetos entre estrelas, galáxias e quasares do J-PLUS.

Horário: 09:30 h
​Local: Auditório do PPGFis/UFES
18 Apr 2023
"The end of the Universe - and what next?"
Richard Kerner (Université Pierre et Marie Curie, França)

We shall evoke history of views on the Universe as a whole, including its birth and eventual death. Various scenarios will be considered, from the most optimistic to the most pessimistic ones. In any case, we have still a lot of time left before us to think about it.

Data: Terça-feira, dia 18 de abril de 2023, às 17 horas
Local: Auditório do PPGFis

31 Mar 2023
Probing galaxies kinematics using Fairy Perot interferometer.
Sié Zacharie Kam (Observatoire d'Astrophysique Universidade Joseph KI-ZERBO Uagadugu, Burkina Faso)

The Fabry Perot interferometer is a high resolution instrument used to probe galaxies kinematics in the visible range. That makes it possible to study with great precision the warm gas produced by the ionization of the interstellar medium by bright stars.  In our presentation, we will talk about the performance of this instrument in the study of the kinematics of galaxies and especially M33 galaxie.  M33, the triangle galaxy, is one of the most accessible in the local group of galaxies, with huge number of observations. The diversity of constituents involved in its kinetics makes it a laboratory for the analysis of rotation models. We will give the results of the study of the kinematics of this galaxy by using the data obtained at the observatoire du Mont Mégantic.
24 Feb 2023
Doctor suggests a new diet for Non-local gravity
​Leonardo Giani (The University of Queensland, Austrália)

Many non-local modifications of the Einstein Hilbert action (involving the inverse of some differential operator acting on the Ricci scalar) have been proposed over the past 2.5 decades. They are appealing because they could effectively describe the impact of the vacuum quantum fluctuations in a curved space-time on cosmological scales, and act as a source of Dark Energy. In the first part of this seminar we will discuss the common features of these models and their compatibility with observations. In the second part we'll introduce a novel type of non-local term, inspired by Sakharov induced gravity model, and show that a completely different phenomenology could arise.  Interestingly, the latter seems particularly suited to address at the same time both the $H_0$ and $\sigma_8$ cosmic tensions.
17 Feb 2023
Footprints in the harmonic space: The nature of the CMB dipole and the cold spot anomaly
Pedro da Silveira Ferreira  (UFRJ)
​
The Cosmic Microwave Background (CMB) anisotropies are thought to be statistically isotropic and Gaussian in the standard cosmological model. However, several anomalies are observed challenging these properties, leading cosmologists to question the basis of the model. By measuring CMB non-diagonal correlations in the harmonic space, I will show how we can test the cosmological principle, obtaining constraints of the CMB intrinsic dipole anisotropy, through the combination of our peculiar velocity footprints, aberration, and Doppler. Those measurements lead us to question the dipole observed on other sources. Also, I will present a way to verify the nature of the most famous observed CMB anomaly, the Cold Spot, an unexpected ~10° cold region. One of the proposed explanations for such an anomaly is a large void. Such structure introduces a lensing signature. By combining lensing and temperature signals obtained from Planck data, we can rule out the large void hypothesis.
​
10 Feb 2023
Quantização da gravidade de um buraco negro: geometrodinâmica e formalismo do espaço de fase quântico
Denis Campos Rodrigues (UFES)

A gravidade quântica é efetiva em domínios onde os efeitos quânticos e a gravidade são essenciais, nas proximidades de singularidades do espaço-tempo. Este trabalho investiga a quantização da gravidade de um buraco negro, particularmente a região ao redor da singularidade na origem do sistema de coordenadas. Descrevendo o sistema com um formalismo hamiltoniano, aplicamos o método de quantização integral covariante para encontrar a equação de Wheeler-DeWitt do modelo. Descobrimos que o sistema quantizado possui um espectro de energia discreto na região dentro do horizonte de eventos. Através da métrica de Kantowski-Sachs é possível correlacionar o tempo entrópico, que dá a dinâmica para este modelo, ao tempo cósmico de forma não trivial. Diferentes configurações para o espaço de fase de um buraco negro de Schwarzschild são obtidas em uma análise semiclássica. Para estados de energia mais baixa, as correções quânticas resultam na remoção da singularidade e na formação do buraco de minhoca.
​​
03 Feb 2023
Teorias em  um cenário de comprimento mínimo
José Alexandre Nogueira (UFES)

É notável o fato que, apesar das radicais diferenças entre as diversas tentativas de abordagens para a gravitação quântica, todas elas parecem coincidir na predição da existência de um comprimento mínimo, isto é, uma escala de comprimento abaixo da qual a ideia da medida de um comprimento deixa de ter qualquer significado. A ideia da existência de um comprimento mínimo não é algo novo. Heisenberg, em 1930, já sugerira a existência de um comprimento mínimo que seria um cut-off natural para as integrais divergentes que infestam a Teoria Quântica de Campos. A introdução de um comprimento mínimo afeta severamente a descrição matemática de uma teoria, bem como os conceitos nela envolvidos. Nesta apresentação, pretende-se fazer uma breve introdução de como um cenário de comprimento mínimo pode ser introduzido em uma teoria quântica, bem como em uma clássica. Também, pretende-se apresentar as ideias de abordagem de como tratar uma teoria em um cenário de comprimento mínimo.
27 Jan 2023
Estrutura Estelar na Gravidade f(T)
José Carlos Neves de Araújo (INPE)

Os modelos de torção têm se destacado entre as propostas para uma descrição alternativa da gravidade. A mais simples delas, a teoria Teleparalela, equivale à Relatividade Geral e existem muitos artigos que buscam estudar sua extensão para funções mais gerais da torção T, a gravidade f(T). O objetivo do nosso trabalho é considerar uma família de modelos f (T) no estudo da estrutura estelar de objetos compactos.
​

2022

25 Nov 2022
Two-dimensional Quantum Gravity, random surfaces and matrix models
Ivan Kostov, (IPhT CEA-Saclay e UFES)

I will review the relation between 2D QG and large N matrix models, which is the first successful realization of the idea of the gauge-gravity duality known also as holography. I will start with a brief description of Liouville gravity, which gives the continuum description of the path integral over Riemannian metrics. Then I will introduce  a discretisation of the path integral as a sum over random triangulations and explain how they appear in the perturbative expansion of large N matrix models. Finally I will give a sketch of the resolution techniques for matrix models.
18 Nov 2022
On the degeneracy between inflationary and bouncing cosmologies
Luiz Filipe Guimarães

In this seminar, we present the connections and degeneracies between inflationary and bouncing cosmologies. First, we analyze the degeneracy between these early universe models, leading to a procedure to build a bouncing universe whose scalar perturbations were the same as the Starobinsky model of inflation. Then, we show how higher-order correlation functions help differentiate between the scenarios. In the curvaton scenario, we reconstruct a model from the f_NL parameter to produce the observed CMB dipolar modulation. Finally, we investigate if curvaton-like fields, but in multi-component bouncing cosmologies, could also result in phenomenology that would disentangle inflationary and bouncing models.T
11 Nov 2022
Very Massive, Fast and Magnetic White Dwarfs: Recent progress
Manuel Malheiro (ITA)​

White Dwarfs and Neutron Stars are the final end of the stars with masses below 30 solar masses. They are very compact with densities much larger than the ones we experience in our lives. White dwarfs and neutron stars are also quantum stars and the last one is a relativistic star where huge densities curve the space-time around them. Pulsars are, normally, very magnetic neutron stars that spin very fast with quite a constant periodicity.

I will discuss massive, fast, and magnetic white dwarfs recently discovered, and in particular, the first white dwarf-pulsar AR Scorpii found in 2016. The importance of the internal temperature, rotation and General Relativistic (GR) effects for very massive and fast white dwarfs to obtain a correct description of their radii will be highlighted. 

28 Oct 2022
O prêmio Nobel de 2022: a Natureza é não-local
Nelson Pinto Neto (CBPF)

Nesse seminário vamos discutir a origem e a evolução  teórica e experimental das ideias sobre a não-localidade quântica, que emergem do famoso artigo EPR e de Erwin Schrodinger em 1935, passando pela contribuição decisiva de John Stewart Bell na década de 60, e culminando com os trabalhos dos laureados pelo prêmio Nobel de 2022.
​

11 Oct 2022
Fotometria de Aglomerados Estelares Imersos da Galáxia
Eliade Ferreira Lima (UNIPAMPA)
​
Complexos de formação estelar são os principais blocos de formação das galáxias. O estudo da estrutura e do conteúdo estelar de aglomerados imersos nesses complexos permite conhecer melhor os processos de formação estelar na Galáxia, visto que a estrutura dos aglomerados estelares remete à estrutura do gás denso onde eles se formaram. Nesta apresentação mostramos a natureza de uma série de aglomerados estelares imersos/projetados nos complexos de regiões HII e nuvens moleculares NGC 6357 e W31. Para isso, utilizamos fotometria nas bandas JHK do VVV (VISTA Variables in the Via Láctea Survey) complementada com os dados do 2MASS.

Horário:  16 horas.
Local: Auditório do PPGFis.
30/09 - No seminar (Inverno Astrofísico in Domingos Martins).
23/09 - No Seminar (JPBCosmo School in Pedra Azul)
16/09 - No Seminar (BSCG conference at CBPF, Rio)
19 Aug 2022
Negacionismos, fake news e outras coisas estranhas
Ernesto Perini da Mota Santos (UFMG)

Para qualquer tema sobre o qual não se é especialista, deve-se deferir a quem sabe mais. A deferência aos outros entra em conflito com expectativas de autonomia epistêmica e de divisão democrática do saber. Uma solução para esta tensão é ceder a estas expectativas, o que é equivalente a abandonar o conhecimento. Uma outra solução consiste em restringir seus efeitos a temas sobre os quais temos algum interesse prático. Esta proposta é instável, porque o interesse prático pode se estender a qualquer tipo de tema, em virtude do papel identitário de teorias. As pressões pela divisão simétrica do saber se opõem a um traço central da cultura humana: a produção cooperativa do saber. Um grupo humano sempre sabe mais do que cada um de seus membros e, para todo mundo, parte do que sabe o grupo permanece opaco. A confiança é crucial na difusão de conteúdos parcialmente compreendidos, se tanto. Não é apenas a pressão pela distribuição simétrica do saber que entra em jogo, mas um outro traço também profundo da cultura humana é importante: o papel de crenças na coordenação de grupos. A pressão pela divisão simétrica do saber e o papel identitário de crenças se conjugam na difusão de negacionismos de diferentes tipos. Se tudo isto sempre existiu, três elementos que reforçam este efeito hoje: o modo de circulação da informação na internet, o crescimento da desigualdade e o ataque da extrema-direita às instituições que produzem o conhecimento.
12 Aug 2022
Buracos negros parametrizados: Investigação de espalhamento
Renan Batalha (UFPA)

A obtenção de soluções de buracos negros em teorias alternativas da gravitação pode ser uma tarefa difícil devido às complicadas equações de campo que surgem em muitas dessas teorias. Para estudar o regime de campo forte em uma abordagem livre de modelo, pode-se considerar soluções de buracos negros deformados com parâmetros adicionais, além da massa, carga e momento angular. Ao longo dos anos, várias parametrizações foram propostas para produzir buracos negros deformados. Aqui investigamos duas delas, a proposta por Johannsen e Psaltis e a proposta por Konoplya e Zhidenko. Essas duas propostas introduzem parâmetros adicionais que alteram drasticamente a região de campo forte do espaço-tempo. Para investigar como esses novos parâmetros influenciam o espaço-tempo, estudamos o espalhamento e a absorção de partículas e campos pelas versões estáticas dos buracos negros de Johannsen-Psaltis e de Konoplya-Zhidenko.  Apresentamos o formalismo necessário para calcular o espalhamento e a absorção de ondas escalares sem massa por buracos negros tipo Schwarzschild com um conjunto de parâmetros de deformação além de sua massa, e apresentamos uma seleção de nossos resultados numéricos. Comparamos nossos resultados numéricos para os processos de espalhamento e absorção com os resultados clássicos e semiclássicos, obtendo excelente concordância. 

05 Aug 2022
Revisiting some recent  brane inflation models
Francisco Brito (UFCG)
​
In this talk I will revisit recent studies of brane inflation models and their viability with respect to observational data.
​
08 Jul 2022
Novas soluções de "black-bounce": buracos de minhoca, regularidade e condições de energia
Marcos Vinícius de S. Silva (UFPA)

Neste trabalho propomos uma série de novos espaços-tempos de “black-bounce”. Estes são buracos negros regulares específicos onde o raio da área sempre permanece diferente de zero, levando assim a uma “garganta” que pode ser tipo tempo (correspondente a um buraco de minhoca atravessável), tipo espaço (correspondente a um “salto” em um universo futuro) ou nulo ( correspondente a um buraco de minhoca atravessável em apenas um sentido). Primeiro realizamos uma análise geral das condições de regularidade para tal espaço-tempo e, em seguida, consideramos vários exemplos específicos. Os exemplos são construídos usando uma função massa semelhante à de Fan-Wang e possui vários casos particulares, como o modelo original de Simpson-Visser, um modelo do tipo Bardeen e outras generalizações dos mesmos. Analisamos a regularidade, as condições de energia e a estrutura causal desses modelos. Os principais resultados são várias novas geometrias, mais complexas do que antes, com dois ou mais horizontes.
01 Jul 2022
 Interpretação de Montevidéu da Mecânica Quântica
Alan Toribio (UFES)

Revisamos brevemente a teoria da medida na mecânica quântica e também o desenvolvimento da teoria da decoerência. Apresentamos a teoria da decoerência usando um sistema simples, de dois níveis, para ilustrar algumas de suas principais implicações e limitações como solução à teoria da medida. Depois apresentamos uma nova interpretação da mecânica quântica denominada interpretação de Montevidéu, baseada na introdução de relógios realistas na evolução de um sistema quântico. A interpretação de Montevidéu estabelece o conceito de indecidibilidade que permite definir um evento. Em geral, a interpretação de Montevidéu se enquadra na interpretação relacional da mecânica quântica que interpreta o valor de uma dada grandeza em conexão com as variações dos valores das outras grandezas.
​
03 Jun 2022
Velocidade Adicional Normalizada: uma rápida análise de curvas de rotação de galáxias diretamente a partir de catálogos de dados
Davi C. Rodrigues (UFES)

Tratarei de um método que desenvolvemos que faz uma análise direta de um sample de curvas de rotação, testando e comparando modelos. O método pode ser aplicado tanto a modelos de matéria escura quanto de gravitação modificada, sendo especialmente rápido para o último caso. Especificamente, neste trabalho usamos o SPARC como amostra de dados e dentre os modelos estudados citamos o halo de matéria escura de Burkert, MOND,  gravitação f(R) Palatini, gravitação Eddington-inspired-Born-Infeld (EiBI) e o modelo RGGR. O método mostra claramente que f(R) Palatini e gravitação EiBI não podem ser usadas como substitutas à matéria escura, e também indica que Burkert é o modelo com melhor correspondência com os dados observacionais, seguido de MOND e RGGR essencialmente empatados, mas com dificuldades diferentes.

 27 May 2022
O efeito Casimir e a Violação da Simetria de Lorentz: Discursão acerca do Nada 
Eugênio R. Bezerra de Mello (UFPB)
​
Nesse Seminário abordaremos o Efeito Casimir associada à campos bosônicos confinado entre duas placas planas e paralelas, no cenário da violação da simetria de Lorentz (VL). Duas abordagens distintas serão consideradas: A VL no contexto da teoria de Horava-Lifshtz, denominada Quebra Forte, e a VL devido ao acoplamento do campo bosônico com um vetor constante u^{mu},  denominada Quebra Fraca. Nosso objetivo é de mostrar as consequências da VL na Energia e Pressão de Casimir. De modo a desenvolvermos essa análise serão impostas aos campos bosônicos nas placas, as condições de contorno de Dirichlet, Neumann Mista.
20 May 2022
O survey DIVING3D de galáxias brilhantes no universo local: definição e resultados iniciais
Roberto Menezes (Instituto Mauá de Tecnologia)​

As regiões centrais de galáxias são certamente componentes de considerável importância para essas gigantescas estruturas, já que podem fornecer informações relevantes sobre a sua formação e evolução. Uma das formas mais eficazes para se estudar galáxias e os seus núcleos é através de surveys de grandes amostras de objetos. Nesse seminário, será apresentado o survey Deep IFS View of Nuclei of Galaxies (DIVING3D) de galáxias brilhantes no universo local, cujo objetivo é observar, usando espectroscopia 3D no óptico, as regiões centrais de todas as galáxias do hemisfério sul com magnitude aparente B < 12.0 e com latitude Galáctica |b| > 15°. A amostra completa possui um total de 170 objetos. A maior parte das observações foi feita com o Integral Field Unit (IFU) do Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS), nos telescópios Gemini Norte e Gemini Sul. Algumas observações também estão sendo feitas com o SOAR Integral Field Spectrograph (SIFS), no telescópio SOAR. Além da apresentação do survey DIVING3D, nesse seminário também serão discutidos os principais resultados preliminares obtidos até o momento.
​
13 May 2022
A galay cluster merger seen nearly edge-on
Rubens Machado (UFTPR)​

Collisions between galaxy clusters induce disturbances in the gas of the intracluster medium, observed in X-rays. In non-frontal collisions, the gas dragged from the cool core may form a spiral - this is the phenomenon of sloshing. Abell 2199 is a galaxy cluster showing signs of sloshing in its core. We model this cluster as a collision with the orbital plane seen under a large inclination.

6 May 2022
Large-Scale structure and dynamics: Cosmic voids and galaxies (slides)
Diego Garcia Lambas (UNC, Argentina)

In this talk I will present some recent results on the dynamics of galaxies in cosmic voids. These globally underdense regions that occupy a large fraction of space, lack massive clusters and groups and may provide important hints on the nature of dark matter/dark energy, as well as deepening our understanding of halos associated with galaxies. Due to the nearly spherical shape of cosmic voids, dynamically simple arguments account for their global expansion in comoving coordinates. Here, we will concentrate, however, on their motions as a whole, as well as on the pairwise peculiar velocities of galaxies residing within their boundaries using both observations and numerical simulations. 
​
 29 Apr 2022
Evaluation of the Radial Acceleration Relation in elliptical galaxies and galaxy clusters (slides)
Man Ho Chan (Education University of Hong Kong, China)

​Recently, many studies seem to reveal the existence of some correlations between dark matter and baryonic matter. In particular, the unexpected tight Radial Acceleration Relation (RAR) discovered in rotating galaxies has caught much attention. The RAR suggests the existence of a universal and fundamental acceleration scale in galaxies, which seems to challenge the standard cosmological model and favour some modified gravity theories. A large debate about whether RAR is compatible with the cosmological model has arisen. In this talk, I will critically examine the alleged RAR in E0-type elliptical galaxies and galaxy clusters. By analysing the high quality velocity dispersion profiles of 13 E0-type elliptical galaxies in the SDSS-IV MaNGA sample and the X-ray data of 52 non-cool-core galaxy clusters in the extended HIFLUGCS sample, we find that the resultant RARs deviate significantly from the originally claimed RAR for rotating galaxies. Our results significantly challenge those modified gravity theories which suggest the existence of any universal acceleration scale.
25 Mar 2022
Distribuição de velocidade adicional para curvas de rotação de galáxias
Alejandro Hernandez-Arboleda (UFES)

Neste trabalho propomos uma nova abordagem preliminar e rápida para estudar curvas de rotação de galáxias diretamente dos dados da amostra, em vez de curvas de rotação individuais. Está baseado na diferença entre a curva de rotação observacional e a esperada de a matéria bariônica, sob certa normalização (𝛿𝑉^2). O primeiro passo é encontrar a distribuição de dados observacionais de 𝛿𝑉^2, que é feito a partir dos dados observacionais por meio duma estimativa de densidade do kernel 2D. A estimativa é então contrastada com previsões específicas do modelo para os mesmos dados bariônicos. Aqui consideramos os seguintes cinco modelos: perfil Burkert, MOND, gravidade de Palatini 𝑓(𝑅), modelo de Eddington-Inspired-Born-Infeld (EiBI) e relatividade geral com efeitos de grupo de renormalização (RGGR). Nós damos ênfase às seguintes propriedades do método: i) o método lida com o comportamento da amostra, não com os ajustes de galáxias individuais, por isso ele fornece avaliação mais rápida e apresenta prontamente as propriedades da amostra; ii) estuda a forma da curva de velocidade adicionada pelo modelo, não sua magnitude (normalmente, isso implica um parâmetro a menos para a análise); iii) pode ser aplicado a modelos gravimétricos modificados mesmo que a distribuição observacional de matéria bariônica 3D não seja conhecida: ela é baseada na contribuição da velocidade bariônica para o curva de rotação juntamente com hipótese mínima sobre a média de modelagem 3D.​
18 Mar 2022
BLACK-BOUNCE EM GRAVIDADE f(T)
Ednaldo Barros Jr. (UFPA)

Estudamos novas soluções de black bounce  formuladas na f(T) gravity em quatro dimensões. Através das equações de movimento, estabelecemos as condições de energia para o tensor energia-momentum efetivo. Primeiro apresentamos o caso de uma tétrada diagonal, onde surge uma restrição nas equações de movimento, em que se divide nos casos de torção nula, torção constante e Teleparalela. A Condição de Energia Nula (NEC) continua sendo sempre violada, o que implica na violação das demais condições de energia. As soluções são regulares em todos espaço-tempo e a solução com torção nula apresenta descontinuidade entre as condições de nergia fora e dentro do horizonte de eventos. Segundo, apresentamos o caso de tétradas não-diagonais. Este caso se divide em um modelo tipo Simpson-Visser e outro quadrático. A NEC continua sendo sempre violada, implicando na violação das demais condições de energia. As soluções são regulares em todos espaço-tempo. Um resultado interessante é que devido a possibilidade da área associada a métrica ser diferente de 4πr^2 , o teorema no-go estabelecido na f(T) usual é violado, aparecendo a nova possibilidade g _00 = −g^11 , para as componentes da métrica.


11 Mar 2022
Perturbações Seculares nas  Órbitas de Júpiter e Saturno
Luiz Pedro Orosz (DMAT, UFES)

Os planetas, devido a sua atração gravitacional mútua, estão sujeitos a perturbações em suas órbitas elípticas. Algumas dessas perturbações não são muito significativas e desaparecem poucos anos depois, outras são cumulativas e em princípio podem alterar completamente a natureza elíptica da órbita. Pretendo tratar nessa palestra os casos significativos que envolvem as órbitas de Saturno e Júpiter (conforme tratamento dado por Laplace).

04 Mar 2022
Ondas Gravitacionais Primordiais: Recentes Avanços Teóricos e Perspectivas Observacionais.
Leila Graef (UFF)

​O início da era de detecção de ondas gravitacionais (GW) abriu uma janela inteiramente nova para o Universo. Embora até agora apenas eventos pontuais foram detectados, a superposição de numerosas fontes de GW gerariam o que chamamos de um background estocástico de ondas gravitacionais (em inglês SBGW). A existência de um SBGW é uma previsão de vários cenários cosmológicos bem motivados, operando tanto no Universo primitivo quanto recente. Existe atualmente uma grande busca para se encontrar assinaturas de SBGW, e existem pistas de que elas possam já ter sido encontradas. Recentemente a colaboração NANOGrav, e também posteriormente as colaborações PPTA e EPTA, reportaram a suspeita de um processo estocástico afetando seu conjunto de dados de pulsares, o que, se confirmado, pode vir a ser a primeira detecção de um SGWB. Uma das possíveis fontes de SBGW seriam as ondas gravitacionais primordiais. Neste contexto, analisarei a possibilidade de que tal sinal possa ser explicado por modelos do universo primitivo que prevêem um espectro tensorial com índice espectral positivo. Discutirei também as perspectivas futuras com relação à próxima geração de experimentos de GW.
​
11 Feb 2022 -----> 11:00 (Brasilia time, GMT-3)
Busca e Descoberta de Novas Lentes Gravitacionais e Além (slides)
 Alberto Krone-Martins (Universidade da Califórnia, EUA)

O grupo “Gaia Gravitational Lenses” (GraL) foi criado para identificar sistematicamente lentes gravitacionais na forma de múltiplas imagens de quasares nos “releases” de dados do satélite ESA/Gaia e para caracterizá-las através de observações rádio de alta resolução e interferometria ótica. Graças à excepcional resolução angular do Gaia, pela primeira vez, um levantamento de tais fenômenos em todo o céu está sendo realizado. Isso resultará em um conjunto de dados inestimável particularmente adequado para estudos extragalácticos e cosmológicos e para derivar restrições sobre as propriedades da matéria escura e para a constante de Hubble/Lemaître, ainda sob tensão significativa. Neste seminário, apresentaremos uma breve visão geral das principais motivações por trás de nossa busca. Também comentaremos algumas das estratégias computacionais inovadoras que criamos para pesquisar e confirmar novas lentes gravitacionais, com base em uma mistura de abordagens de processamento de sinal, estatística e aprendizado de máquina que mantêm os humanos no circuito de decisão - e que tem sido particularmente eficaz para pequenos conjuntos de treinamento. Por fim, mostraremos algumas novas lentes recentemente descobertas graças ao Gaia EDR3 e comentaremos as perspectivas interessantes para a adoção dos computadores quânticos atualmente disponíveis e para o próximo Gaia DR3 e além.

04 Feb 2022
Missão Espacial Gaia (slides)
Ramachrisna Teixeira  ( IAG/USP)

Com observações cuidadosas e sistemáticas do céu, há muito tempo o Homem vem construindo e refinando o seu conhecimento. As grandezas observacionais sobre as quais repousa a Astronomia foram, finalmente, abundantemente medidas e com precisões inimagináveis graças à Missão Espacial Gaia da Agência Espacial Europeia. Com seus três “data releases” (2016, 2018 e 2020), temos, hoje, em nossas mãos dados observacionais em quantidade e com qualidade com as quais até bem pouco tempo nem sonhávamos. Entre eles, a grandeza mais importante de toda a Astronomia: a distância de mais de um bilhão e meio de estrelas que nos permite dizer onde se encontram, como são e como dançam, iniciando assim, uma nova era no estudo da Galáxia e do Universo. Esses dados, disponibilizados para o mundo todo ao mesmo tempo, representam uma alteração radical na base do conhecimento astronômico e deverá sustentá-lo nos próximos 20-40 anos. Colegas de todas as partes do mundo estão mergulhados nesse oceano de posições, movimentos, brilhos, cores, etc., confirmando, revendo e refinando o que sabemos e prestes a enfrentarem, uma vez mais na história, o novo. Fica aqui, o convite para conversarmos sobre essa nova realidade da Astronomia e sobre esse momento histórico que estamos vivendo.

2021

17 Dec 2021
Quantum causality, the arrow of time and the Ostrogradsky instability
 Gabriel Menezes (UFRRJ)

In the understanding of the fundamental interactions, the origin of an arrow of time is viewed as problematic. However, quantum field theory has an arrow of causality. In this talk we will examine how this causal arrow determines the direction that scattering reactions proceed, which in turn tells us the time direction for which entropy increases. We will also show how the concept of the arrow of causality can have a significant impact in the discussions of the Ostrogradsky instability.

10 Dec 2021
Ciência como antídoto às fake news (slides)
Débora Menezes (UFSC)

Existem na nossa sociedade estruturas muito robustas que ajudam a disseminação das pseudociências e das fake news. Essas estruturas impõem aos cientistas um esforço extra, para além de fazer ciência: o de comunicar o que é e o que não é ciência, trabalho nada simples para o qual os cientistas não estão treinados. Nesta palestra vou explicar o que é o método científico, como o consenso é atingido, quais os modos mais comuns  de propagação de pseudociências e porque é importante valorizar a divulgação científica.

03 Dec 2021
​Matéria superdensa no Universo: um zoológico de pulsares
Jaziel Goulart (UTFPR)

Recentemente, inauguramos a era da astronomia multimensageira com grandes experimentos, interpretações teóricas e modelos. Avançamos em muitas questões sobre ondas gravitacionais, objetos compactos e física de altas energias, por exemplo. Há razões para acreditar que o século 21 será o melhor de todos os tempos para a astrofísica. Emolduradas por este fundo, as estrelas compactas representam laboratórios astrofísicos únicos para a compreensão teórica da microfísica (equação de estado, composição, etc.) e da estrutura macrofísica da matéria superdensa em objetos compactos. Nos últimos anos, observações de multimensageiros dessas fontes compactas em binárias, bem como isoladas, com emissão em raios-X (e.g. NICER, XMM-Newton, Chandra, Swift), raios gama (HESS, Fermi, e outros) e rádio (e.g. LOFAR, FAST, CHIME, etc. ), juntamente com análises de ondas gravitacionais e neutrinos deram origem a novas janelas de observação e restrições na estrutura de estrelas compactas. Em 2022, vamos celebrar 55 anos desde a descoberta dos pulsares. Nesse tempo, encontramos mais de 2.600 pulsares e os usamos para testar a teoria da relatividade geral e buscar ondas gravitacionais. Na verdade, os pulsares mudaram nossa compreensão do universo, e sua verdadeira importância ainda está se revelando. Cinquenta e cinco anos depois, temos uma compreensão muito melhor (mas ainda incompleta) desses objetos extremos. Os pulsares são uma população de estrelas muito diversificada, tanto em suas propriedades físicas quanto observacionais. Do ponto de vista da física fundamental, eles são muito importantes, por possuírem forte gravidade, altos campos magnéticos e enormes densidades, são talvez os melhores laboratórios para se estudar física sob condições tão extremas. Os pulsares preferem irradiar a maior parte de sua energia em comprimentos de onda de rádio, raios X e gama. No entanto, sua emissão pode ser alimentada pela rotação, ou acreção, calor, e campos magnéticos intensos. Portanto, diferentes espécies do mesmo "reino animal", cujo diversos fenômenos permanecem um mistério, incluindo sua composição interna e a natureza de campos magnéticos extremos. Este seminário irá revisar brevemente as propriedades dos habitantes deste zoológico de estrelas na era da astrofísica multimensageira, com ênfase em suas propriedades fundamentais e nas grandes questões ainda em aberto. Nas próximas décadas, esperamos aprofundar nossa compreensão da natureza dessas fontes. Além disso, comentarei sobre o futuro da astrofísica com o Cherenkov Telescope Array (CTA) e nossas contribuições recentes, que ampliarão as descobertas e compreensão do Universo em altíssimas energias.
​
26 Nov 2021
 Harmonic analysis of KiDS-1000 Cosmic Shear and tensions with the Cosmic Microwave Background
Arthur Loureiro (UCL)

The KiDS-1000 cosmic shear catalogue is a state-of-the-art nine-band weak lensing catalogue, measuring over 21 million galaxy shapes with redshifts ranging from 0.1 to 1.2 in photometric redshift. Using a new pseudo angular power spectrum estimator (PCL) under development for the ESA Euclid mission, we performed a tomographic weak lensing analysis of the KiDS-1000 catalogue in harmonic space. A series of tests are carried out to check for systematic contaminations from a variety of observational sources, including stellar number density, variations in survey depth, point spread function properties as well as B-Mode leakage and contamination. We then perform a Bayesian analysis of the PCLs estimates by forward-modelling effects of the mask and assuming a flat LCDM cosmology, probing the structure growth parameter, S8, with per cent-level accuracy. Furthermore, we combine the cosmic shear data from KiDS-1000 with baryon acoustic oscillations and redshift space distortion data from recent SDSS measurements of LRGs, as well as the Ly-alpha forest and its cross-correlations with quasars. This helps us to break the known degeneracies in the weak lensing parameter space, leading to even tighter constraints for S8. Even though the results are in very good agreement with previous KiDS-1000 analysis, as well as other weak lensing experiments, we also find tensions with early-Universe constraints from cosmic microwave background experiments.
19 Nov 2021
Teorias de gravidade modificadas aplicadas a estrelas compactas (slides)
Franciele Manoel da Silva (UFES)

 A teoria da relatividade geral tem passado com sucesso em muitas verificações experimentais, desde de os primeiros testes de deflexão da luz nas proximidades do Sol até as recentes detecções de ondas gravitacionais. No entanto, ainda existem problemas em aberto, como a questão da expansão acelerada do universo, que não conseguimos explicar apenas com a relatividade geral e que são uma das motivações para a busca por teorias de gravidade modificadas. As estrelas compactas, como as estrelas de nêutrons e de quarks, são objetos de grande interesse para a aplicação dessas teorias no regime de campo forte da gravitação, uma vez que são sistemas que possuem matéria submetida a densidades extremas e consequentemente a campos gravitacionais intensos. Desta forma neste seminário vamos apresentar alguns resultados obtidos da aplicação de teorias de gravidade modificadas a estrelas compactas estáticas e com rotação rápida. Também iremos apresentar os efeitos de relações de dispersão modificadas em uma equação de estado com aplicação a um modelo simplificado de estrela de nêutrons.
​
12 Nov 2021
Analytical warm dark matter power spectrum on small scales
Ronaldo C. Batista (UFRN)

Using the Reduced Relativistic Gas (RRG) model, we analytically determine the matter power spectrum for Warm Dark Matter (WDM) on small scales, k>1 h/Mpc. The RRG is a simplified model for the ideal relativistic gas, but very accurate in the cosmological context. In another work, we have shown that, for typical allowed masses for dark matter particles, m>5 keV, the higher order multipoles (l>1) in the Einstein-Boltzmann system of equations are negligible on scales k<10 h/Mpc. Hence, we can follow the perturbations of WDM using the ideal fluid framework, with an equation of state and sound speed of perturbations given by the RRG model. We derive a Mészáros-like equation for WDM and solve it analytically in radiation, matter and dark energy dominated
eras. Joining these solutions, we get an expression that determines the value of WDM perturbations as a function of redshift and wavenumber. Then we construct the matter power spectrum and transfer function of WDM on small scales and compare it to some results coming from Lyman-alpha forest observations. Besides being a clear and pedagogical analytical development to understand the evolution of WDM perturbations, our power spectrum results are consistent with the observations considered and the other determinations of the degree of warmness of dark matter particles.
​
08 Oct 2021 
The simplest viable models of primordial inflation
Alexei A. Starobinsky (Landau Inst. for Theoretical Physics RAS, Moscow - Chernogolovka, Russia)

At the present state-of-the-art, the simplest viable inflationary models, based either on scalar fields in General Relativity or on modified f(R) gravity, which produce the best fit to all existing observational data, require only one dimensionless parameters taken from observations. These models include the pioneer R+R^2 one [1], the Higgs model, and the mixed R^2 - Higgs model that has been shown to be effectively one-parameter, too. They predict scale-free and close to scale-invariant power spectra of primordial scalar perturbations and gravitational waves generated during inflation. Their target prediction for the tensor-to-scalar ratio is r=3(1-n_s)^2 = 0.004. The difference between these models is in their post-inflationary behaviour which becomes especially interesting and complicated in the mixed R^2 - Higgs case [2,3]. Still future observations, in particular discovery of primordial black holes, may prove that the primordial scalar power spectrum has additional local peaks and troughs that requires to introduce at least two additional fundamental parameters. I discuss mechanisms to produce such features including the recently proposed one which arise in many-field inflation with a large non-minimal kinetic term of an inflaton field leaving inflation before its end [4]. In this case, in addition to PBHs, small-scale secondary gravitational waves are generated, too. As for local non-scale-free features at cosmological scales, the present CMB data do not favor them, but are not able to exclude them completely, too [5].

1. A. A. Starobinsky, Phys. Lett. B 91, 99 (1980).
2. M. He, R. Jinno, K. Kamada, S. C. Park, A. A. Starobinsky, J. Yokoyama. Phys. Lett. B 791, 36 (2019); arXiv:1812.10099.
3. M. He, R. Jinno, K. Kamada, A. A. Starobinsky, J. Yokoyama. JCAP 2101, 066 (2021); arXiv:2007.10369.
4. M. Braglia, D. K. Hazra, F. Finelli, G. F. Smoot, L. Sriramkumar, A. A. Starobinsky. JCAP 2008, 001 (2020); arXiv:2005.02895.
5. D. K. Hazra, D. Paoletti, I. Debono, A. Shafieloo, G. F. Smoot, A. A. Starobinsky, arXiv:2107.09460.

01 Oct 2021
Causal global structure of Kerr spacetime through a double null foliation
Osvaldo Moreschi (UNC, Argentina)

We have recently presented for the first time a pair of null coordinates in Kerr spacetime, which are naturally adapted to the horizons and future null infinity. We will show that they can be generated by the congruence of null geodesics that are orthogonal to the center of mass sections at future null infinity. These null coordinates define a smooth round family of null hypersurfaces which foliate the Kerr spacetime, in an outgoing and ingoing sense respectively and have a regular extension to the horizons. Because of Kerr's peculiar geometry, the construction involves a non-linear differential equation; which is difficult to solve by traditional analytic methods, and its solution can not be expressed in terms of simple analytic functions. We solve it numerically.
In this setting there naturally appears a family of spheres that are parameterized by $r_s$, which are the intersections of both null coordinates, and $r_s$ can be thought as the tortoise coordinate extension for the Kerr space-time. We use this construction to tackle the problem of the global causal structure of Kerr spacetime; which is the subject of the last part of our talk.
17 Sep 2021
MOND e matéria escura
Carlos Eduardo Magalhães Batista (UEFS)

As  observações das dinâmicas de aglomerados de galáxias,  curvas planas de rotação de galáxia e de  lentes gravitacionais conduziram ao surgimento de  duas ramificações principais  e distintas  no objetivo de fornecer explicações para esses fenômenos. As teorias da família MOND propõem uma modificação da gravitação e o postulado da matéria escura prediz a existência de uma componente formada essencialmente de  matéria não bariônica, mantendo para isso a relatividade geral intacta. A matéria escura é mais direta , mas falta o respectivo modelo teórico e verificação experimental de sua  existência; MOND já é o modelo  teórico. Todavia as duas propostas enfrentam problemas de natureza diferente, e a questão é qual  linha está mais próxima dos experimentos.

10 Sep 2021
Exact stationary axially symmetric solutions to Einstein equations coupled to dust: is the "inertia" of the gravitational field a dark matter effect? 
Davide Astesiano (Insubria University, Como, Italy)

To analyze the dynamics of a single spiral galaxy, we will discuss the known class of exact stationary axially-symmetric solutions to Einstein gravity coupled with neutral dust. Differently from the Newtonian description of the same system where all the quantities are completely fixed once the velocity or the matter distribution are known, the class of the relativistic solutions provides additional degrees of freedom, making the applications of this system much more interesting and wide. Up to now, from the relativistic perspective the already proposed models for galaxies are the co-rotating and the differentially rotating model. While in the first case the velocity of the dust satisfies L_u(g) = 0, in the second case it differs from zero. What is interesting about these solutions is that the low energy limits are non equivalent to the Newtonian theory. In particular, the differentially rotating case generalize the known results of Balasin and Grumiller and further highlights the discrepancy between Newtonian theory of gravity and general relativity at low velocities and energy densities. Using these exact solutions, we push forward the idea that the “inertia” of the gravitational field can simulate dark matter effects. In fact, we show that non co-rotance further reduces the amount of energy density required to explain the rotation curves for spiral galaxies.

​03 Sep 2021
On Axion Stars and Primordial Black Holes
Enrico D. Schiappacasse (University of Jyvaskyla & Helsinki Institute of Physics, Finlândia)

The axion is one of the strongest dark matter (DM) candidates by considering shortcomings in the Standard Model of particle physics. However, the scenario in which the axion is accompanied by a small fraction of primordial black holes (PBHs) is probable.  PBHs not only are one of the oldest dark matter candidates, but also, the possibility of their existence has been strongly revitalized in recent years after LIGO-Virgo gravitational waves detection.  In this mixed dark matter scenario, PBHs will naturally act as seeds leading to the formation of axion dark mini-halos around them.  In this talk, I will first review main properties of gravitationally bound clumps (stars) of axions including stability and strategies for detection. Then, I will discuss axion star formation in virialized dark mini-halos around PBHs through gravitational Bose-Einstein condensation.  I will analyze the conditions for mini-halos to kinetically produce axion stars before galaxy formation.  Under suitable conditions, we expect today up to ∼ 10^17 axion stars in a radius of 100 parsecs around the sun for the case of the QCD axion and a DM fraction of ~0.5% in axion stars. If a non-negligible number of axion stars survive tidal disruptions, then their presence today within the Milky Way halo would enhance 
DM indirect detection experiments.
 27 Aug 2021
Small fuzzy satellites in the Local Universe: testing dark matter and galaxy formation with low surface brightness dwarfs (slides)
Cristina Furlanetto (UFRGS) 

Understanding the formation and evolution of faint dwarf galaxies, as well as their dark matter content and connection to the broader galaxy population is fundamental to the development/settlement of a robust theory of galaxy formation in small scales. Since the recent discovery of a population of large low surface brightness galaxies rich in globular clusters in Coma termed "ultra diffuse galaxies" (UDGs), there has been a revival and growing interest in the field of low surface brightness (LSB) dwarf galaxies, which were known since the 1980s. Much of the interest comes from their broad variety of dynamical mass-to-light ratios, ranging from dark matter dominated systems to dark matter deficient objects. The LSB dwarfs have been observed predominantly (but not exclusively) in groups and clusters, and their properties have been found to vary according to the environment. In this talk I will present the search and investigation of LSB dwarfs around the low-density environment of NGC3115, the closest S0 to the Galaxy. We carefully analyse the structure and morphology of 24 candidates, 18 of which are reported for the first time. We analyse the globular cluster (GC) candidate populations of our LSB dwarf sample and find that 6 appear to host GCs, with numbers compatible with literature samples of LSB dwarfs of the same luminosity. We speculate that low-density environments are less prone to produce higher mass LSB dwarfs.


20 Aug 2021
Quantum fluctuations in contracting cosmologies
Tays Miranda de Andrade (Universidade de Helsinki, Finlândia) (slides)

The goal of this seminar is to discuss how quantum field fluctuations give rise to stochastic noise in a cosmological model described by a scalar field with an exponential potential. In particular, we compute these quantum fluctuations in an inflating or contracting cosmology and show how they perturb the equation of state on large scales, which can lead to a quantum instability of the classical collapse solution, below the Planck scale in the case of a pressureless collapse. Also we show that although there is a gauge correction to the amplitude of the stochastic noise, since in principle field perturbations are written in a different gauge than stochastic equations, they are negligible for the slow-roll inflation, ekpyrotic collapse and pressureless collapse, which assures that the stochastic formalism is suitable for describing quantum fluctuations in the early universe.
13 Aug 2021
Primeiros vínculos sobre o dipolo intrínseco da CMB e nossa velocidade com Doppler e aberração
Pedro Ferreira (UFRJ)

Pela primeira vez em mais de meio século desde a descoberta da CMB fomos capazes de colocar um vínculo físico sobre o valor de seu dipolo intrínseco, sua maior escala. Para tal foi necessário medir os efeitos de aberração e Doppler advindos do movimento do referencial de forma independente do Dipolo, o que foi obtido tanto em dados de temperatura como polarização de forma inédita utilizando os dados de 2018 do Planck (mapas SMICA e NILC). Tanto a aberração quanto o Doppler são medidos através de correlações não diagonais no espaço dos harmônicos e os efeitos de não-Gaussianidade e lensing dipolar foram considerados. Assumindo a contribuição de lensing dipolar esperada no modelo LCDM (considerando a cosmologia do Planck) obtivemos um limite superior para o dipolo intrínseco de 3.7 mK (95% CI) e estimamos nossa velocidade peculiar, sem considerar desprezível contribuição do dipolo intrínseco, em v = 300+111-93 km/s com (l,b)=(276±33,51±19)° [SMICA] e v = 296+111-88 km/s com (l,b)=(280±33,50±20)° [NILC]. Esses valores são compatíveis com a hipótese usual de que o dipolo é decorrente de nosso movimento peculiar com relação ao Hubble flow, mas excluem a possibilidade de uma velocidade de ~1000km/s obtida em várias medidas de dipolo em rádio, que poderiam anteriormente ser obtidas através de uma grande componente intrínseca em oposição a velocidade.
​
Neste seminário vamos apresentar a metodologia e discutir os resultados dos artigos: https://arxiv.org/abs/2011.08385v2 (PRL - Constraints on the intrinsic CMB dipole and our velocity with Doppler and aberration) e https://arxiv.org/abs/2107.10846 (PRD companion paper - Disentangling Doppler modulation, aberration and the temperature dipole in the CMB).
06 Aug 2021
The Curvature parameter and its implications in cosmological models (slides)
​Alan Toribio (UFES)

Recently some publications have shown that some observational measurements of the curvature parameter lead to a "crisis" of the standard model of the $ \Lambda CDM $ Universe. In this talk we briefly review the main observational results of the curvature parameter. We consider its implications in various background cosmological models. And we also show some observational implications of the curvature parameter on the theory of first order structure formation. Some conclusions and perspectives are presented.

30 Jul 2021
Growth of structure in interacting vacuum cosmologies (slides)
Humberto Borges (UFBA)

We examine the growth of structure in three different cosmological models with interacting dark matter and vacuum energy. We consider the case of geodesic dark matter with zero sound speed, where the relativistic growing mode in comoving-synchronous gauge coincides with the Newtonian growing mode at first order. We study corrections to the linearly growing mode in the presence of interactions and the linear matter growth rate, contrasting this with the velocity divergence observed through redshift-space distortions. We then derive second-order density perturbations in these interacting models. We identify the reduced bispectrum that corresponds to the non-linear growth of structure and show how the shape of the bispectrum is altered by energy transfer to or from the vacuum.

​
23 Jul 2021
Mistaken identity: Can different black holes cast the same shadow?
Haroldo C. Duarte Lima Júnior (UFPA)

We consider the following question: may two different black holes (BHs) cast exactly the same shadow? In spherical symmetry, we show the necessary and sufficient condition for a static BH to be shadow-degenerate with Schwarzschild is that the dominant photonsphere of both has the same impact parameter, when corrected for the (potentially) different redshift of comparable observers in the different spacetimes. Such shadow-degenerate geometries are classified into two classes. The first shadow-equivalent class contains metrics whose constant (areal) radius hypersurfaces are isometric to those of the Schwarzschild geometry, which is illustrated by the Simpson and Visser (SV) metric. The second shadow-degenerate class contains spacetimes with different redshift profiles and an explicit family of metrics within this class is presented. In the stationary, axi-symmetric case, we determine a sufficient condition for the metric to be shadow degenerate with Kerr for far-away observers.  Again we provide two classes of examples. The first class contains metrics whose constant (Boyer-Lindquist-like) radius hypersurfaces are isometric to those of the Kerr geometry, which is illustrated by a rotating generalization of the SV metric, obtained by a modified Newman-Janis algorithm. The second class of examples pertains BHs that fail to have the standard north-south Z2 symmetry, but nonetheless remain shadow degenerate with Kerr. The latter provides a sharp illustration that the shadow is not a probe of the horizon geometry. These examples illustrate that nonisometric BH spacetimes can cast the same shadow, albeit the lensing is generically different

16 Jul 2021
Post-Newtonian γ-like parameters and the gravitational slip in scalar-tensor and f(R) theories (slides)
Júnior D. Toniato (UFOP)

We review the fundamentals and highlight the differences between some commonly used definitions for the PPN gamma parameter (γ) and the gravitational slip (η). Here we stress the usefulness of a gamma-like parameter used by Berry and Gair (γΣ) that parametrizes the bending of light and the Shapiro time delay in situations in which the standard γ cannot be promptly used. First we apply our considerations to two well known cases, but for which some conflicting results can be found: massive Brans-Dicke gravity and f(R) gravity (both the metric and the Palatini versions). Although the slip parameter is always well defined, it has in general no direct relation to either light deflection or the Shapiro time delay, hence care should be taken on imposing the PPN γ bounds on the slip. We stress that, for any system with a well posed Newtonian limit, Palatini f(R) theories always have γ = 1; while metric f(R) theories can only have two values: either 1 or 1/2. The extension towards Horndeski gravity shows no qualitative surprises, and γΣ is a constant in this context. This implies that a precise study on the bending of light for different impact parameters can in principle be used to rule out the complete Horndeski action as an action for gravity. See also 2106.12542 [gr-qc].
 09 Jul 2021
Classical and quantum cosmology in the Brans-Dicke theory (slides)
Olesya Galkina (PPGCosmo)

We discuss classical and quantum aspects of cosmological models in the Brans-Dicke theory. In general, to avoid a singularity in cosmological models involves the introduction of exotic kind of matter fields, for example, a scalar field with negative energy density. In order to have a bouncing solution in classical General Relativity, violation of the energy conditions is required. We present cosmological bounce solutions in the Brans-Dicke theory with radiative fluid that obeys the energy conditions, and with no ghosts. Then we quantize this classical model in a canonical way, establishing the corresponding Wheeler-DeWitt equation in the minisuperspace, and analyze the quantum solutions. When the energy conditions are violated, corresponding to the case ω < − 3/2, the energy is bounded from below and singularity-free solutions are found. However, in the case ω > − 3/2 we cannot compute the evolution of the scale factor by evaluating the expectation values because the wave function is not finite. But we can analyze this case using Bohmian mechanics and the de Broglie-Bohm interpretation of quantum mechanics.
​
 02 Jul 2021
Aplicações da aproximação quase-newtoniana da Relatividade Geral a problemas em astrofísica (slides)
Paola Terezinha Zanolla Seidel (PPGCosmo)

Investigamos o movimento lento na Relatividade Geral (RG) sob ação de um campo gravitacional arbitrário. Trata-se do uso de uma aproximação conhecida por aproximação quase Newtoniana (NNA). A intenção é apresentar um novo paradigma para a Astrofísica, uma vez que o modelo pode auxiliar no entendimento da gravidade na cinemática e dinâmica de corpos celestes, e não representa uma modificação da RG. Primeiro, usamos a métrica de Weyl para analisar o desvio do periastro de 34 exoplanetas. Em segundo lugar, a métrica oblata de Zipoy, em termos da solução do monopólo. Mostramos que a métrica de Zipoy pode ser útil para propósitos astrofísicos, mesmo quando comparada a solução padrão de Einstein ou via formalismo pós-newtoniano parametrizado (PPN), porque satisfaz o valor da precessão observada para o periélio de Mercúrio, a solução fornece órbitas elípticas e, também, permite o estudo de precessões retrógradas.


5 Jun 2021
Modificação das equações de Friedmann pelo uso das derivadas fracionais: Caso de um Universo em expansão acelerada essencialmente preenchido pela matéria ordinária. (slides)
Stéphane Houndjo (Université d'Abomey, Bénin)

Apresentamos um modelo em qual uma modificação das equações de Friedmann da Cosmologia relativística é feita pela inclusão das derivadas de ordens não inteiras. A ordem de derivação torna-se livre e a intensão é de explicar a recente aceleração do Universo. A técnica de ‘’Last Step Modification’’ dos cálculos fracionários é usada para construir as equações fracionárias da Cosmologia. Os ajustes da ordem de derivação e dos parâmetros cosmográficos fracionários, aos dados da SN Ia mostram que esta simples construção pode explicar a aceleração atual da expansão do Universo sem a necessidade de incluir a energia escura, e com um comportamento do tipo ‘‘MOND’’ usando a aceleração de Milgrom, sem então a consideração da matéria escura.
 
18 Jun 2021
The DES Year-3 Cosmic Shear Results (slides)
Lucas Secco (University of Chicago)

The Dark Energy Survey (DES) has completed the blinded analysis of its first 3 years of data. We have obtained cosmological constraints from a powerful weak lensing data set of more than 100 million galaxies spanning an effective area of over 4000 square degrees. In this talk, I will present the constraints on the lensing amplitude parameter S8 that come from cosmic shear correlations in DES Y3. I will describe what DES results add to our understanding of the consistency between the S8 parameter as measured by low-redshift lensing experiments and as inferred by the Cosmic Microwave Background (CMB). I will also describe our approach to mitigating the main modeling/astrophysical systematics of cosmic shear, namely baryons and intrinsic alignments (IA), and what our data says about the IA signal under a Bayesian model selection method.

11 Jun 2021
DES Y3 Cluster Cosmology (slides)
Maria Elidiana da Silva Pereira (University of Michigan)

 In this talk, I will discuss the cosmological analysis of the Dark Energy Survey Year 3 (DES Y3) redMaPPer galaxy clusters. The DES Y3 sample contains ~22,000 clusters having richness greater than 20 in the redshift range 0.2<z<0.7, and shear measurements for ~100M sources. For this analysis, we combine the cluster abundance and the tangential shear measurements around clusters (N+𝛾T) to constrain cosmology and the observable-mass relation simultaneously. I also present the prospects for constraining cosmology with a combination of the cluster abundance with multiwavelength data (N+multi) and the recently developed method of combining the abundance with galaxy clustering, cluster tangential shear and cluster clustering (N+4x2pt). Due to the wide redshift range probed by the survey and these complementary methodologies, we can place competitive constraints on the amplitude of the matter fluctuations and the matter density of the large-scale structure.
​
28 May 2021
Ultra-light dark matter: the light and fuzzy side of dark matter (slides)
Elisa G. M. Ferreira (USP)

Among the many possible candidates for the nature of dark matter, one  of the most well-motivated class of models and leading candidate is  the ultra-light dark matter.  This class represents the lightest  possible dark matter candidates and exhibits a wave-like behavior on  galactic scales. This leads to a rich phenomenology on small scales  that can potentially not only reconcile the CDM picture with the  small-scale behavior of dark matter, but offer us the unique  possibility to probe their distinctive predictions and imprints that can reveal clues about the internal properties of dark matter. In this  talk, I will review this class of models, describing and classifying the different constructions and their phenomenology. Given their vast  cosmological and astrophysical effects on observables, I will describe  the ongoing advances in constraining these models using current  gravitational tests, and highlight the strong constraining power of  small-scale astrophysical observations. In the case of the fuzzy dark  matter class of models, I will show the latest constraints and how we  are narrowing down the mass range available for these models.

21 May 2021
NULL GEODESICS IN KERR AND SCHWARZCHILD SPACE-TIME (slides)
Eunice Monyenye Ommwoyo (PPGCosmo)
 
In the General Theory of Relativity, gravitational force is seen as a deformation of space-time. For instance, a mass less test particle in motion on a certain space-time with no forces acting on it follows a trajectory called a null geodesic. Recently, the Event Horizon Telescope showed the first image of a shadow of the supermassive black hole M87*. A black hole shadow is formed by null geodesics. As a consequence, the understanding of null geodesics of black holes is crucial for explaining the nature of such black holes. A package for computing Bound Time-like geodesics about a Kerr Black Hole has been developed and is publicly available in the Black Hole perturbation toolkit https://bhptoolkit.org/toolkit.html. We intend to contribute to this package by coming up with a code for computing Null geodesics about a Kerr and a Schwarzschild black hole. We have developed the code based on the article https://arxiv.org/abs/1910.12881.

14 May 2021
Fully relativistic predictions in Horndeski gravity from standard Newtonian N-body simulations (slides)
Guilherme Brando (PPGCosmo)

The N-body gauge allows the introduction of relativistic effects in Newtonian cosmological simulations. Here we extend this framework to general Horndeski gravity theories, and investigate the relativistic effects that the scalar field introduces in the matter power spectrum at intermediate and large scales. In particular, we show that the kineticity function at these scales enhances the amplitude of the signal of contributions coming from the extra degree of freedom. Using the Quasi-Static Approximation (QSA), we separate modified gravity effects into two parts: one that only affects small-scale physics, and one that is due to relativistic effects. This allows our formalism to be readily implemented in modified gravity N-body codes in a straightforward manner, e.g.,
relativistic effects can be included as an additional linear density field in simulations. We identify the emergence of gravity acoustic oscillations (GAOs) in the matter power spectrum at large scales, $k \sim 10^{-3}-10^{-2}$ Mpc$^{-1}$. GAO features have a purely relativistic origin, coming from the dynamical nature of the scalar field. GAOs may be enhanced to detectable levels by the rapid evolution of the dark energy sound horizon in certain modified gravity models and can be seen as a new test of gravity at scales probed by future galaxy and intensity-mapping surveys.

7 May 2021
Extended theories of gravity to explain the Hubble-Lemaitre tension (slides)
Célia Escamilla-Rivera (UNAM, México)

The current cosmological probes have provided an extraordinary confirmation of the standard LCDM cosmological model, that has been constrained with unprecedented accuracy. However, with the increase of the experimental sensitivity a few statistically significant tensions between different independent cosmological datasets emerged. While these tensions can be in portion the result of systematic errors, the persistence after several years of accurate analysis strongly hints at cracks in the standard cosmological scenario and the need for new physics. In this talk I will list a few interesting new physics models in the direction of extended theories of gravity that could solve this tension and discuss how the new computational techniques will be crucial in this role.
30 Apr 2021
Tensions of ΛCDM and a gravitational transition (slides)
Leandros Perivolaropoulos (University of Ioannina, Greece)

The standard cosmological model ΛCDM provides a remarkable fit to the vast majority of cosmological data. However some late time data indicate that the Hubble expansion rate H(z) should be rescaled by a factor of 1.09 compared to the form favored by early time data (CMB and BBN) with no change in its functional form (shape). Other cosmological probes indicate that the growth rate of cosmological perturbations is about 10% weaker than the growth rate favored by geometric probe data (data independent of the strength of gravity) in the context of ΛCDM. I will review these tensions of ΛCDM and demonstrate that they may be simultaneously resolved in the presence of a transition of the strength of gravitational interactions which could have occurred 100-150 million years ago. Such a transition would correspond to weaker gravity (lower G_eff) at early times compared to its present value. I will argue that this is a viable and testable conjecture and I will show preliminary results of Tully-Fisher data that show hints for such a transition.​
23 Apr 2021
Propagação de campos bosônicos ao redor de buracos negros  (slides)
Carolina Loureiro Benone (UFPA)

A hipótese de que a matéria escura pode ser descrita por meio de campos bosônicos ultraleves tem recebido atenção considerável nos últimos anos. Essa matéria interagiria com objetos astrofísicos, como buracos negros. Nesse cenário, torna-se interessante estudar como os campos interagem com buracos negros. Neste seminário consideramos a absorção e espalhamento de campos bosônicos por buracos negros numericamente, encontrando também resultados analíticos nos limites de alta e baixa frequência. Também investigamos estados ligados neste contexto, mostrando que modos com uma certa frequência estão presos ao redor do buraco negro. Essas soluções são chamadas de nuvens e indicam a presença de soluções cabeludas. Também estudamos estes estados ligados para análogos de buracos negros, encontrando as chamadas nuvens acústicas.​

16 Apr 2021
 The Hubble tension from a Supernova perspective (slides)
David Camarena Torres (PPGCosmo/UFES)

 Current cosmological (and astrophysical) data shows that there exists a discrepancy between early and late-time determinations of the Hubble constant. This discrepancy is greater than 4 sigma if one considers the most accurate determinations of H0: CMB analyses by Planck and the cosmic distance ladder by SH0ES. While this mismatch between early and late-time can not be explained by the LambdaCDM model, several new models have been proposed to alleviate this tension, between them those that try to accommodate a higher value of H0 by a phantom transition to low-redshift (z < 0.1). In this talk, I will discuss why this kind of model fails to explain the Hubble tension by analyzing a particular and didactic case: the Hockey-Stick dark energy. The discussion will focus from a Supernova perspective, highlighting the role of the absolute magnitude of Supernovas on the Bayesian inference and the cosmic distance ladder. Some criticisms and alternatives to the cosmic distance ladder will also present during this talk.​
​
09 Apr 2021
Matéria Escura tipo WIMP: status atual e cenários alternativos (slides)
Clarissa Siqueira (USP-SC)

Matéria escura continua como um dos principais problemas em aberto no que concerne à física de partículas e cosmologia. Neste seminário, iremos abordar o status atual de uma das mais bem motivadas candidatas do ponto de vista da física de partículas, as WIMPs (do inglês, "Weakly Interacting Massive Particles"), explorando os vínculos atuais sobre estas partículas. Com base neste cenário, introduziremos algumas propostas alternativas, dentre as quais, modelos confinados em um setor escondido e a cosmologia não-padrão, ambos aplicados a modelos concretos da física de partículas. Por fim, exploraremos a complementaridade dos experimentos atuais e futuros, incluindo os de detecção direta, como XENON1T, e os de detecção indireta, como HESS (atual), CTA e SWGO (futuros).

26 Mar 2021
The Connected Universe: Relating Early, Intermediate and Late Universe with cosmological data
Vivian Miranda (University of Arizona)

The standard model of cosmology is built upon on a series of propositions on how the early, intermediate, and late epochs of the Universe behave. In particular, it predicts that dark energy and dark matter currently permeates the cosmos. Understanding the properties of the dark sector is plausibly the biggest challenge in theoretical physics. There is, however, a broad assumption in cosmology that the Universe in its earlier stages is fully understood and that discrepancies between the standard model of cosmology and current data are suggestive of distinct dark energy properties. Uncertainties on this hypothesis's validity are not usually taken into account when forecasting survey capabilities, even though our investigations might be obfuscated if the intermediate and early Universe did behave abnormally. In this colloquium, I propose a program to investigate dark energy and earlier aspects of our Universe simultaneously, through space missions in the 2020s in combination with ground-based observatories. This program will help guide the strategy for the future Rubin and Roman supernovae and weak lensing surveys. My investigations on how properties of the early and intermediate Universe affect inferences on dark energy (and vice-versa) will also support community understanding of how future missions can be employed to test some of the core hypotheses of the standard model of cosmology.
9 Mar 2021
Probing thermal fluctuations through scalar test particles (slides)
Alexsandre Ferreira (PPGCosmo)

 The fundamental vacuum state of quantum fields, related to Minkowski spacetime, produces divergent fluctuations that must be suppressed in order to bring reality to the description of physical systems. As a consequence, negative vacuum expectation values of classically positive-defined quantities can appear. This has been addressed in the literature as subvacuum phenomenon. Here it is investigated how a scalar charged test particle is affected by the vacuum fluctuations of a massive scalar field in D+1 spacetime when the background evolves from empty space to a thermal bath, and also when a perfectly reflecting boundary is included. It is shown that when the particle is brought into a thermal bath it gains an amount of energy by means of positive dispersions of its velocity components. The magnitude of this effect is dependent on the temperature and also on the field mass. However, when a reflecting wall is inserted, dispersions can be positive or negative, showing that subvacuum effect happens even in a finite temperature environment. Furthermore, a remarkable result is that temperature can even improve negative velocity fluctuations. The magnitude of the residual effects depends on the switching interval of time the system takes to evolve between two states.

12 Mar 2021
Do black holes fall in Love? (slides)
Marc Casals (CBPF/PPGCosmo)

An important property of a compact object such as a planet, a star or a black hole is its deformability under an external  gravitational field. In 1909, A. Love introduced some numbers to measure such deformability within Newtonian mechanics  for the case of the Earth under the gravitational pull of the Moon, which creates the well-known ocean tides.
Already within the context of General Relativity, it has been shown that neutron stars also tidally deform, i.e., their Love numbers are nonzero. In fact, LIGO detections of gravitational waves emitted by neutron star binary inspirals have placed constraints on their Love numbers which, in its turn, has served to constrain their equation of state. Turning to black holes, it has been shown that their Love numbers are zero when they are non-rotating.  In contrast, in this talk we shall show that the Love numbers of rotating black holes are nonzero: they deform under an external tidal field.  So, in particular, while inspiralling in a binary system, a rotating black hole "falls in Love" with its companion.
5 Mar 2021
21 cm cosmology and the BINGO radio telescope
Carlos Alexandre Wuensche (Divisão de Astrofísica- INPE)

Cosmology in the XXI century is experiencing a "Golden Age", with observations and theoretical models contributing to a large-scale description of the Universe. The current view is that it can be well described by the so-called Lambda-CDM model, but some open problems challenge physics and cosmology, including the origin and properties of so-called dark energy. The so-called baryonic acoustic oscillations (BAO), detected for the first time in 2005, are considered one of the most effective probes to understand the properties of dark energy. However, given the implications of these measurements, it is important that they are confirmed at other wavelengths and measured over a wide range of redshifts. The radio band provides a unique and complementary observation window, by emitting 21 cm of neutral hydrogen. The redshifted 21 cm (1420 MHz) emission of the hyperfine transition of neutral hydrogen is measured at lower frequencies, so that the observation frequency is converted directly into information about the source's redshift. The BINGO radio telescope (BAO from Integrated Neutral Gas Observations) is a new instrument, designed specifically to observe BAO, mapping a redshift band between 0.13 and 0.45. This seminar will present the basics of 21 cm BAO cosmology, the intensity mapping technique used and describe the current development status of the BINGO radio telescope.

26 Feb 2021
Via Láctea: Ilha Isolada?
Victória Flório Andrade (UFES)
(Cancelled)

Em 26 de abril de 1920, dois astrônomos norte-americanos, Harlow Shapley e Heber Curtis apresentaram, no evento anual da Academia Nacional de Ciências, seus resultados e teorias a respeito do tamanho do Universo, natureza das nebulosas espirais e existência de outras galáxias. Neste artigo, exploramos a apropriação pela imprensa norte-americana dessa disputa sobre o nosso lugar no Universo através do artigo “Existem outros universos além do nosso?”, publicada em 1922 na revista “Popular Science”. A reportagem baseou-se em argumentos de Shapley e Curtis expostos num artigo do Boletim do Conselho Nacional de Pesquisa, em 1921. Além de informar seu público sobre as questões abordadas no artigo do Boletim por meio do uso de metáforas, infográficos e conjecturas, a reportagem transcendeu a astronomia através da imaginação, propondo, inclusive, um mapa para a Via Láctea com base no padrão espiral observado nas nebulosas. Este estudo evidencia a historicidade das discussões científicas do lugar da humanidade no universo e a maneira como tais acontecimentos podem sensibilizar a imaginação, ressaltando o papel e a importância da divulgação científica no processo de formação de uma cultura sobre ciências.
19 Feb 2021
Astrobiologia no novo milênio   (slides)
Jorge Ernesto Horvath (IAG-USP, São Paulo)

A integração de disciplinas e sua fusão na chamada Astrobiologia constitui um dos fatos científicos no novo milênio. Mas, da mesma forma que a definição das disciplinas que hoje conhecemos (Física, Química, etc.) existe um longo caminho a percorrer para que a chamada matriz disciplinar, metodologias e acima de tudo, ponto de vista conjunto, fiquem claros. Estes assuntos serão o objeto do seminário, onde repassaremos também o estado-da-arte de algumas iniciativas conjuntas e forneceremos exemplos de problemas abordados e resolvidos que exigem essa nova compreensão da natureza, a caminho da formação de uma geração de cientistas já formados e familiarizados com a nova disciplina.
12 Feb 2021
Brans-Dicke cosmology with a Lambda-term to alleviate the H0 and sigma8 tensions
Adrià Gomez-Valent (ITP, Heidelberg University, Germany)

The detection of high-redshift supernovae of Type Ia (SNIa) and the measurement of their corresponding light-curves led already more than 20 years ago to the discovery of the current accelerated expansion of the universe and the consolidation of the standard model of cosmology, also known as concordance model or $\Lambda$CDM. It relies (among other things) on the theory of General Relativity (GR) and the presence of a rigid cosmological constant term in the action, $\Lambda$, with repulsive gravitational properties. Nevertheless, in the last years, thanks to the improvement of the observational facilities and the increase of their precision, some tensions have emerged within the GR-$\Lambda$CDM. If systematics do not play a leading role here, these tensions might point to the need of a new change of paradigm. In this talk I will present and discuss the results obtained from a couple of recent studies of Brans-Dicke (BD) cosmology with constant vacuum energy density. I will show how the $H_0$ and $\sigma_8$ tensions that affect the GR-$\Lambda$CDM model can be strongly mitigated in the framework of the BD theory. This fact could be a hint of new physics in the gravitational sector, acting at cosmological scales. The analysis has been carried out taking into account several data set combinations, including SNIa, cosmic chronometers, baryon acoustic oscillations, redshift-space distortions, weak and strong-lensing data and, of course, the last CMB data release from Planck 2018. The talk is based on the letter-type paper arXiv:1909.02554 [ApJL 886, L6 (2019)] and the more extensive study arXiv:2006.04273 [CQG 37, 245003 (2020)].
 05 Feb 2021
Microscopia de buracos negros: teoria conforme no fundo da garganta do horizonte (slides)
André Alves Lima (UFES)

Um dos maiores sucessos da teoria de cordas enquanto uma teoria quântica da gravitação é a possibilidade de dedução da entropia de Bekenstein-Hawking a partir de uma descrição microscópica dos estados quânticos de um buraco negro. Faremos uma breve exposição do sistema de branas D1-D5 – a construção mais simples de um buraco negro extremo 5-dimensional no limite de baixas energias da teoria de cordas – e da teoria bidimensional superconforme que mora holograficamente no seu horizonte e descreve seus microestados quânticos. Apresento alguns resultados recentes sobre a renormalização de estados nessa teoria. Como conclusão, comento sobre a possibilidade de que buracos negros sejam 'bolas difusas' (fuzzballs) formadas pela superposição de geometrias de microestados.

2020

December 18, 2020 -  Gastão Krein (IFT/UNESP) - Origin of most of the visible mass in the universe: theory and experiment (slides)

Most of the visible mass in the universe is due to the strong interaction; it is contained in the protons and neutrons that make up atomic nuclei. There is by now overwhelming evidence that quantum chromodynamics (QCD), the theory of the quarks and gluons, is indeed the correct theory of the strong interaction and yet we do not understand how it actually works. Brute-force, large-scale lattice QCD calculations have reproduced the experimental values of the masses of ground-state hadrons with a single quark-antiquark pair or three valence quarks, but those calculations do not tell us the mechanisms QCD uses to produce those masses. Our ignorance in this matter is profound. Experimentally, information on the origin of mass can be accessed with near-threshold quarkonium-proton scattering, as I will explain in the talk. I will also discuss in the talk our recent theoretical progress in using effective field theory techniques to explore this issue and relate those theoretical developments to upcoming experiments in different laboratories worldwide.
​

December 11, 2020 - 10:00h (Exceptional time) - Yi-Fu Cai (Univ.  Science and Technology of China) - Towards a healthy bouncing cosmology from general scalar tensor theories

The hot big bang cosmology, while is a successful theory in describing our Universe, suffers from several conceptual problems if we trace back to the earliest moments near the big bang. These severe issues have been delicately addressed by inflationary cosmology, which was proposed in 1980s and now has become the prevailing paradigm of the very early Universe. However, the spacetime singularity, which appeared at the moment of the birth of the Universe, remains to be a long-standing question in modern cosmology. 
Non-singular bounce cosmology is a novel theoretical paradigm of the very early Universe, which aims at solving the initial big bang singularity. Although as beautiful as it looks like, the associated model building is a long-termed journey full of challenges from the theoretical and observational aspects. I will give an overview of this cosmological paradigm and introduce the major efforts that cosmologists have made in past research from the perspective of general scalar tensor theories. At the end I would make some comment on the future development in this field.
December 04, 2020 - Zahra Davari (Sharif Univ., Iran) - Testing MOG theory and CDM model in Milky Way galaxy using observational data

In this talk, I will discuss one of the alternative theories to dark matter named MOdified Gravity (MOG) on the galactic scale. I have investigated MOG theory and the dark matter model by testing their ability to describe the local dynamics of the Milky Way in vertical and transverse directions by using observation data such as the vertical dispersion, rotation curve, surface density, and number density of stars. The results show that two models of MOG and CDM are able to describe equally well the rotation curve and the vertical dynamics of stars in the local MW.
​

November 27, 2020 - Richard Kerner (Sorbonne, França) - Inertial motion and mass from Aristotle to our days (download slides here)

We present in this talk the ideas concerning the motion of massive bodies on Earth and in Heavens prevailing in ancient Greek science and in Aristotelean physics and in Ptolemaic system of the Universe. Next, we mention certain medieval concepts, to arrive at the dawn of modern science - Copernicus, Descartes, Galileo, Kepler, Pascal, and finally the Newtonian approach to motion and mass. Further on, we shall present Cavendish's and Eotvos' experiments determining Earth's mass and equivalence between inertial and gravitational masses, and the ideas of Mach and Einstein on the subject. The modern theory of mass generation will be shortly presented, too, on the example of the Higgs'-Kibble mechanism. Finally,  shall show how some points of view and mathematical treatments persist until the modern times on the example of Newton's approach to celestial motion and Feynman's approach to quantum scattering processes.


November 20, 2020 - Mario Novello (CBPF) - Teoria spinorial da gravitação (arXiv:2006.16810 and arXiv:2007.14393 )

Em uma conversa particular em Genève (1971) o professor Stueckelberg comentou sobre sua hipótese de que haveria uma conexão íntima entre interação nuclear fraca (Fermi) e a gravitação, simbolizada pela relação entre a constante de Fermi g_{F} a constante de Newton k. Isso leva a pensar que o efeito gravitacional da matéria pode ser entendido como gerador de uma geometria efetiva. Dito de outro modo, seguindo os passos de Feynmann, consideramos que o processo gravitacional nada mais é do que a ação de um campo no espaço-tempo de Minkowski. No caso de Feynmann e vários outros que lhe seguiram, esse campo teria spin 2. Nós iremos pensar no cenário sugerido por Stuckelberg e tratar esse campo gravitacional como constituído de spins semi-inteiro. O resultado da interação desses férmions-gravitacionais com a matéria é descrito pela construção de uma métrica efetiva, como Volovik e outros propuseram recentemente. Para mostrar como esse procedimento pode ser implementado, vou apresentar alguns exemplos usando somente um G-neutrino: duas configurações estáticas e esfericamente simétricas e uma cosmológica representando um universo dinâmico isotrópico. Um dos casos obtidos coincide com a métrica de Schwarzschild. Um outro resultado (dependente do processo de auto-interação do spinor) gera um novo buraco negro gravitacional.


November 13, 2020 - Raul Abramo (USP) - Cosmologia com o levantamento astrofísico J-PAS (download slides here)
 
Diversos novos levantamentos astrofísicos têm seu início planejado para os próximos meses e anos, com o objetivo principal de estudar a aceleração cósmica e compreender se ela seria devida a uma nova substância chamada "energia escura", ou se é a Relatividade Geral que precisa ser alterada. Neste seminário eu vou dar um status do levantamento J-PAS, que teve sua "primeira luz" recentemente e deve começar a operar em plena capacidade dentro de alguns meses. Vou também mostrar como novas ferramentas de inteligência artificial (Machine Learning) estão definitivamente entrando para a caixa de ferramentas de físicos e astrônomos. Finalmente, vou mostrar uma simulação “end-to-end” de um mapa de galáxias e quasares a altos redshifts que o levantamento J-PAS deverá realizar dentro de 3-4 anos.

​
November 06, 2020 - Alberto Saa (Unicamp) - Soluções de Robinson-Trautman em (2+1) dimensões (download slides here)

O espaço-tempo de Robinson-Trautman (RT) é a solução mais simples da Relatividade Geral (RG) que pode ser interpretada como uma fonte compacta rodeada por ondas gravitacionais. Como um problema de valor inicial, a evolução do espaço-tempo da RT é um problema bem posto. As equações dinâmicas pertinentes são equivalentes ao chamado fluxo de Calabi, e dados iniciais regulares evoluem suavemente em direção a um estado final assintótico correspondente a um buraco negro de Schwarzschild. Extensões do espaço-tempo de RT para dimensões mais altas (D>4) foram recentemente propostas, e a essência da evolução é a mesma. A situação para D=3 é bem diferente devido a algumas peculiaridades bem conhecidas da RG em dimensões mais baixas. Apresentaremos um fluxo de RT para D=3 que reproduz as propriedades essenciais do fluxo de Calabi. Em particular, os dados iniciais regulares evoluem assintoticamente para um buraco negro BTZ, e as possíveis assimetrias nos dados iniciais são expelidas como um fluido de radiação, imitando os mecanismos de emissão de ondas gravitacionais convencionais em D=4.


October 09, 2020 - Jérôme Martin (IAP, França) - Quantum-mechanical Perturbations and the pioneering role of John Bell in Cosmology

According to the theory of cosmic inflation, the large scale structures observed in our Universe (galaxies, clusters of galaxies, Cosmic Background Microwave - CMB - anisotropy...) are of quantum mechanical origin. They are nothing but vacuum fluctuations, stretched to cosmological scales by the cosmic expansion and amplified by gravitational instability. At the end of inflation, these perturbations are placed in a two-mode squeezed state with the strongest squeezing ever produced in Nature (much larger than anything that can be made in the laboratory on Earth). In this talk, one studies whether astrophysical observations could unambiguously reveal this quantum origin by borrowing ideas from quantum information theory. It is argued that some of the tools needed to carry out this task have been discussed long ago by J. Bell in a, so far, largely unrecognized contribution. Although J. Bell could not have realized it when he wrote his letter since the quantum state of cosmological perturbations was not yet fully characterized at that time, it is also shown that Cosmology and cosmic inflation represent the most interesting frameworks to apply the concepts he investigated. This confirms that cosmic inflation is not only a successful paradigm to understand the early Universe. It is also the only situation in Physics where one crucially needs General Relativity and Quantum Mechanics to derive the predictions of a theory and, where, at the same time, we have high-accuracy data to test these predictions, making inflation a playground of utmost importance to discuss foundational issues in Quantum Mechanics.

October 02, 2020 - Caio Macedo (UFPA) - Escalarização espontânea de buracos negros (download slides here)

Na Relatividade Geral, buracos negros são objetos extremamente simples, e no vácuo são completamente descritos por apenas dois parâmetros: massa e momento angular. Estas soluções simples também fazem parte do espectro de várias teorias que possuem campos adicionais. Recentemente, foi apontado que certos tipos de acoplamento entre a gravitação e estes campos adicionais podem gerar soluções com "cabelos" adicionais, sendo dinamicamente mais favoráveis do que as soluções existentes na Relatividade, possibilitando, por exemplo, a escalarização espontânea. Neste seminário, discutiremos algumas teorias que possibilitam escalarização espontânea de buracos negros e analisaremos possíveis assinaturas astrofísicas de tais objetos.
​

September 25, 2020 - Pedro Baqui (UFES) - Separação de Estrelas-Galáxias usando algoritmos de Machine Learning aplicados aos dados preliminares do Survey MiniJPAS.

Futuros levantamentos em astronomia/astrofísicas como o J-PAS, SDSS e LSST produzirão conjuntos de dados enormes chegando à uma taxa de 150 TB por dia. Portanto, novas ferramentas para processamento dessa quantidade de dados devem ser empregadas. De preferência que nos forneçam uma resposta quase que em tempo real, de forma eficiente e precisa. Cenário ideal para a aplicação de métodos de Machine Learning. Neste trabalho, analisamos dados do Pathfinder miniJPAS Survey, que observou ∼ 1deg² sobre o campo AEGIS com 56 filtros de banda estreita e 4 filtros de banda larga ugri. Nesta apresentação, discutiremos a classificação de fontes observadas pelo miniJPAS em estrelas e galaxias, uma etapa necessária para estudos científicos subsequentes. Nosso objetivo é desenvolver um classificador de Machine Learning (ML) complementar às ferramentas tradicionais baseadas em outras modelagem. Treinamos e testamos diferentes algoritmos de ML. Como resultado encontramos algoritmos competitivos com os classificadores padrões adotados pelo survey. Por fim construímos um catálogo para a faixa de magnitude 15 ≤ r ≤ 23.5 utilizando o método a partir da fusão de rótulos entre os surveys SDSS e HSC-SSP.

​
September 18, 2020 - André Alves (UFES) - Inversão do fator de escala em paredes de domínio holográficas

Paredes de domínio são geometrias com d+1 dimensões, em que uma coordenada radial z atravessa infinitos espaços de Minkowski d-dimensionais cujos tamanhos são regulados por um fator de escala a(z). Através da dualidade holográfica AdS/CFT e suas generalizações para teorias não-conformes, as paredes de domínio correspondem ao fluxo do grupo de renormalização de uma QFT d-dimensional com escala de energia a. Neste trabalho (arXiv:1911.08392), nós apresentamos uma relação entre paredes ligadas por uma inversão do fator de escala conforme: ã = 1/a. A inversão preserva a forma das equações de Einstein, relaciona os limites IR e UV de certas teorias de campo holográficas, e preserva a propriedade de uma teoria possuir 'simetria conforme generalizada'. Em d = 3, a inversão do fator de escala tem aplicações para uma descrição holográfica da inflação.


September 04, 2020 - Oliver Piattella (UFES) - Uma revisão do problema da constante cosmológica

A constante cosmológica foi introduzida por Einstein no contexto puramente clássico da teoria da relatividade geral e constitui hoje um bloco fundamental do modelo padrão da cosmologia, o $\Lambda$CDM, que é chamado também de “modelo de concordância” por causa do seu sucesso em se ajustar às várias amostras de dados advindos de fenômenos cosmológicos de naturezas bem distintas. Um candidato fundamental e natural para o papel de constante cosmológica é a densidade de energia do vácuo quântico. Porém, simples cálculos mostram que o valor predito para a constante cosmológica, tomando em conta os campos quânticos materiais e as transições de fase conhecidas do modelo padrão das partículas, é pelo menos 56 ordens de grandeza maior do valor observado. Esse é o problema da constante cosmológica. Neste seminário apresentarei uma revisão do problema e algumas das muitas tentativas propostas para resolvê-lo.


August 21, 2020 - Emmanuel Frion (UFES) - Primordial magnetogenesis in bouncing cosmology

I will present a model of primordial magnetogenesis and the evolution of the electromagnetic field through a quantum bounce. In this model, the initial conditions are taken in the far past in a contracting phase where only dust is present and the electromagnetic field is in the adiabatic quantum vacuum state. By including a coupling between curvature and electromagnetism of the form RFµνFµν, we find acceptable magnetic field seeds within the current observational constraints at 1 mega-parsec (Mpc), and that the magnetic power spectrum evolves as a power-law with spectral index nB = 6. It is also shown that the electromagnetic backreaction is not an issue in the model under scrutiny.


August 07, 2020 - Jhonny​
​

July 31, 2020 - Hermano Velten (UFOP) - No room for dark energy perturbations.

Contrarily to the cosmological constant scenario, dynamical dark energy fields have intrinsic density fluctuations. The evolution of the latter depends on the dark energy speed of sound value remaining very small in quintessence fields since its speed of sound is equal to one. However, there is a long debate in the literature on whether or not dark energy perturbations are (ir-)relevant to large scale structure formation. The goal of this talk is threefold: i) we review the techniques used to study cosmological dark energy perturbations, ii) we discuss some recent results available in the literature and iii) present new own results indicating that the viability of dynamical dark energy fields is challenged.

July 24, 2020 - Leonardo Giani (UFES) - Testing gravity with strong Lensing time delay

In this talk I will briefly discuss how Strong lensing time delay measurements provide a valuable and almost model-independent tool for cosmological investigations. I will also assess their potential  for testing fundamental gravity, in particular to measure deviations from the equivalence principle  on  extragalactic  scales. Finally, I will outline some interesting possible future developments.
July 17, 2020 - Kyle Oman (Durham U., UK) - Observational constraints on the slope of the radial acceleration relation at low accelerations (slides)

The radial acceleration relation (RAR) locally relates the `observed' acceleration inferred from the dynamics of a system to the acceleration implied by its baryonic matter distribution. The relation as traced by galaxy rotation curves is one-to-one with remarkably little scatter, implying that the dynamics of a system can be predicted simply by measuring its density profile as traced by e.g. stellar light or gas emission lines. Extending the relation to accelerations below those usually probed by practically observable kinematic tracers is challenging, especially once accounting for faintly emitting baryons, such as the putative warm-hot intergalactic medium, becomes important. We show that in the low-acceleration regime, the (inverted) RAR predicts an unphysical, declining enclosed baryonic mass profile for systems with `observed' acceleration profiles steeper than gobs∝r^−1 (corresponding to density profiles steeper than isothermal - ρ(r)∝r^−2). If the RAR is tantamount to a natural law, such acceleration profiles cannot exist. We apply this argument to test the compatibility of an extrapolation of the rotation curve-derived RAR to low accelerations with data from galaxy-galaxy weak lensing, dwarf spheroidal galaxy stellar kinematic, and outer Milky Way dynamical measurements, fully independent of the uncertainties inherent in direct measurements of the baryonic matter distribution. In all cases we find that the data weakly favour a break to a steeper low-acceleration slope. Improvements in measurements and modelling of the outer Milky Way, and weak lensing, seem like the most promising path toward stronger constraints on the low-acceleration behaviour of the RAR.

July 10, 2020 - Guilherme Brando (UFES) - Correções (Efeitos) relativísticos no crescimento de estruturas em gravitação modificada (slides)

Simulações newtonianas são ferramentas importantes no cenário da cosmologia atual. A partir delas, grandes levantamentos cosmológicos são capazes de simular a formação de estruturas do Universo, em média e pequena escalas, para testar as ferramentas estatísticas da análise dos dados coletados, bem como de calcular observáveis cosmológicos, como o espectro de potência da matéria. No entanto, a teoria gravitacional que descreve o Modelo Padrão Cosmológico é relativística. Sendo assim, é necessário introduzir "correções" relativísticas de espécies com pressão não-nula (fótons, neutrinos, etc.), assim como efeitos da própria estrutura do espaço-tempo (problema do calibre, backreaction), para aumentar a precisão dos levantamentos cosmológicos futuros, uma vez que a Teoria Newtoniana é incapaz de acomodar tais efeitos. Neste seminário será apresentado um método para introduzir essas correções em simulações newtonianas (em ordem linear) para o caso de teorias escalares tensoriais. Será descrito o campo escalar responsável pela atual expansão acelerada do Universo como um fluido efetivo. Este formalismo tem como base fundamental o chamado calibre de N-corpos, um sistema de coordenadas no qual a densidade de partículas Newtoniana é a mesma que a relativística, possibilitando o mapeamento entre a contagem de partículas em cada teoria.

July 03, 2020 - Leonardo Giani (UFES) - O princípio cosmológico, quando e porque

Neste seminário revisarei de maneira pedagógica as motivações teóricas e observacionais por trás de um dos pilares da cosmología moderna, o princípio cosmológico. Em particular tentaremos discutir quando e porque ele se torna uma suposição razoável para a descrição do nosso Universo.

June 26, 2020 - Tays Miranda (UFES) - Colapso estocástico (slides)

Modelos cosmológicos de contração originam flutuações quânticas de vácuo das quais as perturbações primordiais presentes em nosso universo poderiam ser geradas. A existência de uma fase cosmológica antes do Big Bang nos leva a uma perspectiva diferente em relação às condições iniciais para o Universo. Neste seminário, descreveremos um universo em colapso, baseado em um campo escalar com um potencial exponencial, e aplicaremos o formalismo estocástico, o qual nos permite estudar como as flutuações quânticas originam ruídos estocásticos que modificam a dinâmica clássica do campo escalar em largas escalas, acima de uma escala de corte que chamamos de coarse-graining scale. Em particular, vamos explorar como essas flutuações quânticas podem perturbar a equação de estado em largas escalas levando à violação da solução clássica de colapso.

June 19, 2020 - Davi Rodrigues (UFES) - General relativity with running couplings and cosmological implications (slides)

There are currently different frameworks for gravity with running couplings. I will comment on some of them and present our recent results, which are based on possible renormalization group (RG) effects at large scales. Our approach has two key differences with respect to other RG approaches that consider large distances phenomena: i) it is explicitly described by a covariant effective action that contains all the relevant information; ii) the runnings of G and \Lambda are sensitive to the wavenumber k from the cosmological perturbations, not the Hubble parameter or the time since the big bang (as the majority of the approaches consider). Consequently, in this picture, the background evolution is essentially the same of LCDM, the new effects are in the perturbative sector. To disclose its consequences, we evaluate its PPF parameters and f\sigma_8. We comment about a possible impact on alleviating the \sigma_8 tension found in LCDM cosmology. A complete CMB analysis with Class and Monte Python is under evaluation.


​June 12, 2020 - Saulo Carneiro (UFBA) - On the value of the Immirzi parameter and the horizon entropy
The absence of driving experimental tests is one of the main challenges for quantum gravity theories. In Loop Quantum Gravity (LQG) the quantisation of General Relativity leads to precise predictions for the eigenvalues of geometrical observables like volume and area, up to the value of the only free parameter in the theory, the Barbero-Immirzi (BI) parameter. With the help of the eigenvalues equation for the area operator, LQG successfully derives the Bekenstein-Hawking entropy of large black holes with isolated horizons, fixing in this limit the BI parameter as γ ≈ 0.274. Any further empirical test should give this same value. In this paper we show that a black hole with angular momentum J =1 and Planck mass is eigenstate of the area operator provided that γ = √3/6 ≈ 1.05 × 0.274. As the black hole is extremal, there is no Hawking radiation and the horizon is isolated. We then show that such a black hole can be formed in the head-on scattering of two parallel Standard Model neutrinos in the mass state m2 (assuming m1 = 0). Furthermore, we use the obtained BI parameter to numerically compute the entropy of isolated horizons with areas ranging up to 250 lP2 , by counting the number of micro-states associated to a given area. The resulting entropy has a leading term S ≈ 0.25 A, in agreement to the Bekenstein-Hawking entropy.

​June 5, 2020 - Olesya Galkina (UFES) - Future soft singularities, Born-Infeld-like fields and particles (slides).

We consider different scenarios of the evolution of the universe, where the singularities or some non-analyticities in the geometry of the spacetime are present, trying to answer the following question: is it possible to conserve some kind of notion of particle corresponding to a chosen quantum field present in the universe when the latter approaches the singularity? We study scalar fields with different types of Lagrangians, writing down the second-order differential equations for the linear perturbations of these fields in the vicinity of a singularity. If at least one of two independent solutions has a singular asymptotic behavior, then we cannot define the creation and the annihilation operators and construct the vacuum and the Fock space. This means that the very notion of particle loses sense. In the case of the model of the universe described by the tachyon field with a special trigonometric potential, where the Big Brake singularity occurs, we see that the (pseudo)
tachyon particles do not pass through this singularity. Adding to this model some quantity of dust, we slightly change the characteristics of this singularity and tachyon particles survive. Finally, we consider a model with the scalar field with the cusped potential, where the phantom divide line crossing occurs. Here the particles are well defined in the vicinity of this crossing point.

March 20, 2020 - CANCELED due to COVID19- Tays Miranda de Andrade (UFES) - Stochastic formalism applied to a collapsing universe

Contracting cosmologies give rise to quantum vacuum fluctuations from which the primordial perturbations present in our universe could be generated. The existence of a cosmological phase before the Big Bang leads to a different perspective regarding the initial conditions for the universe. In this talk I will describe a collapsing universe, based on a scalar field and an exponential potential, and apply the stochastic formalism, which allows us to study how quantum fluctuations give rise to stochastic noise which modifies the classical dynamics of the scalar field at large scales, above a coarse-graining scale. In particular I will explore how quantum fluctuations can perturb the equation of state on large scales leading to the break down of the classical collapse solution.

March 12, 2020 - Carla Rodrigues Almeida (Max Planck Institute for the History of Science, Berlin) - Descobrindo os buracos negros
Thursday, at 17:00
​

Quick links

Books
Calendar
Directions with instructions
Events
Jobs
Logos
Members
Mini courses
Minicursos de férias
Outreach / Divulgação
Research
Seminars
​Seminars: Astrobiology

Mailing lists

Cosmo-ufes announcements / E-mails de notícias
Mailing list for members
Slack for members:  send an e-mail.

Address

​Núcleo Cosmo-ufes, CCE
Universidade Federal do Espírito Santo
Av. Fernando Ferrari, 514
29075-910 - Vitória/ES - Brazil
[email protected]
Website administrators:  DC. Rodrigues, J. Coelho, V. Marra & OF. Piattella. Contributions: several students and postdocs have helped to expand and maintain the content that can be found here, specially in the organization of the events section, where their corresponding names can be found. Disclamer: Cosmo-ufes is a center ("núcleo") from UFES; this website is maintained by Cosmo-ufes members.