Modelli unificati di materia ed energia oscura

Il presente lavoro è incentrato sullo studio di modelli cosmologici in cui la dinamica di un singolo campo scalare fornisce una descrizione unificata della materia e dell’energia oscura, detti appunto modelli unificati di materia ed energia oscura. Vengono in particolare studiate le proprietà generali che questi modelli devono soddisfare affinché riescano a descrivere al tempo stesso la formazione di strutture cosmiche e l’espansione accelerata dell’universo in epoca recente. Nella seconda parte della tesi sono invece investigati due metodi, di cui uno più generale, per ottenere modelli unificati che rispettino le proprietà necessarie, in particolare che garantiscano una velocità del suono sufficientemente piccola. Ci si è infine focalizzati su un particolare modello al quale sono state imposte condizioni sui vari parametri tali che il modello riesca a descrivere l’universo attuale. Inoltre è possibile definire un parametro w_DE che può essere <-1 senza violare la condizione di energia nulla. / In this work we investigate different cosmological models in which the dynamics of a single scalar field accounts for a unified description of Dark Matter and Dark Energy, dubbed Unified Dark Matter (UDM) models. We study, in particular, the general properties that these models have to satisfy in order to be viable, namely to reproduce both structure formation and the acceleration of the universe at late times. In the second part of this work we analyze two methods, one more general than the other, that allow to obtain UDM models with the necessary properties, specifically that of providing a small enough speed of sound. Finally we study and impose constraints on the parameters of a specific model so that it can describe the present Universe. Moreover, we can define a parameter w_DE that can be <-1 without violating the null energy condition.