Nuova risoluzione della singolarità cosmologica dalla gravità quantistica:l'universo emergente-rimbalzante

General relativity,the modern theory of gravitation of Einstein, give us the possibility to study the dynamical evolution of our universe.The cosmological model that until now had the best results in terms of experimental confirmation, is the also called big-bang model. However is not without problems, one of these depends from the fact that, using the equations derived from the model to study the universe in the far past, we find that at certain point his energy density could reach infinite value that considering the observable universe means that all of this energy should be contained in a null volume, this place is also known as singularity. This problem arise from the fact that general relativity is a classical theory, and as we approach very high energy we have to take into account quantum effect. What we need is a theory of quantum gravity. Today one of the most valuable proposal comes from loop quantum gravity. What we are going to do in this work, is introduce this theory, and build directly from loop quantum gravity a cosmological model that take into account the quantum effect of the gravitational field. We will see that the singularity is effectively resolved, and this resolution is due to quantum gravity effect. Furthermore we will be able to understand the pre-singularity dynamic of the universe in a completely new way.

La relatività generale, la moderna teoria della gravitazione di Einstein, ci ha permesso di studiare con enorme successo l'evoluzione dinamica del nostro universo.Il modello cosmologico che oggi ha avuto un enorme successo in termini di verifiche sperimentali è quello del big-bang. Esso però non è privo di problemi, uno di questi riguarda il fatto che usando le equazioni che lo caratterizzano per andarne a studiare i primi istanti di vita si arriva ad un punto in cui si avrebbe una densità di energia infinita che considerando l'universo osservabile sarebbe dovuta essere contenuta in un voulume praticamente nullo, questo luogo è quello che viene chiamato singolarità. Il fatto da cui dipende questo problema è che la teoria della gravitazione di Einstein è puramente classica, e quando ci dirigiamo verso energie molto alte gli effetti quantistici associati al campo gravitazionale non possono essere più trascurati. Quello di cui abbiamo bisogno è dunque una teoria di gravità quantistica. Ad oggi una delle proposte più convincenti che rispetta pienamente lo spirito della relatività generale è la loop quantum gravity. Quello che faremo in questa tesi dopo averla introdotta, è partire da essa per costruire un modello cosmologico che tenga quindi conto degli effetti quantistici associati alla gravità. Quello che vedremo è che effettivamente la singolarità viene risolta, e la sua risoluzione è dovuta proprio a effetti quantistici, che ci daranno la possibilità di capire la dinamica dell'universo pre-singolarità in una maniera completamente nuova