Gamma Ray Burst e candele standard: teorie f(R) vs Lambda Cold Dark Matter

Tra i problemi in cui si incorre ancora oggi nello studio dei modelli cosmologici due appaiono di particolare rilevanza: la difficoltà nell' estendere i diagrammi di Hubble oltre z=2 e il problema di circolarità. Il primo problema deriva delle difficoltà nel trovare adeguate candele standard oltre alle Supernovae Ia, le quali sono attualmente visibili solo fino a redshift limitati; il secondo deriva dalla scorretta interpretazione dei diagrammi di Hubble come dati sperimentali, il che pone un evidente problema di incoerenza nelle calibrazioni delle relazioni. In questo lavoro si affronta la possibilità di estendere i diagrammi di Hubble tramite l' utilizzo dei Gamma Ray Burst come candele standard, grazie alle relazioni osservate tra la luminosità e quattro proprietà spettroscopiche di questi oggetti: tempo di ritardo tra componente a bassa e alta energia nella banda gamma della curva di luce, tempo di risalita della curva di luce a metà altezza del picco, variabilità della curva di luce ed energia a cui la distribuzione dei fotoni ha il picco. Si affronta poi il problema di circolarità tramite un approccio completamente bayesiano: si estraggono contemporaneamente i parametri cosmologici e i parametri di calibrazione delle relazioni nell' ambito di diverse teorie: modello standard ΛCDM, Gravità Conforme e quattro teorie f(R); in tutti e tre i casi l' analisi si svolge in tre parti: usando dati di sole Supernavae Ia, dei soli Gamma Ray Burst e infine di Supernavae Ia e Gamma Ray Burst in contemporanea. Le analisi bayesiane sono state svolte mediante il software APEMoST (Automated Parameter Estimation and Model Selection Toolkit). I risultati ottenuti mostrano come una calibrazione coerente per ognuna delle teorie faccia sì che diagrammi di Hubble ottenuti per diversi modelli cosmologici riescano a spiegare bene i dati di Supernavae e Gamma Ray Burst, nei limiti delle approssimazioni a cui si è ricorso; inoltre le stime dei parametri cosmologici per il modello ΛCDM così ottenute sono in accordo con le stime basate su altre osservabili indipendenti. Tuttavia l'utilizzo dei soli Gamma Ray Burst appare inadeguato per distinguere modelli cosmologici anche molto diversi.