Theoretical aspects concerning separability, matching and matter contents of inhomo geneities in cosmology

Resumen

El propósito de esta memoria es proseguir con las generalizaciones de los típicos modelos cosmológicos espacialmente isótropos y homogéneos (FLRW) siguiendo dos vertientes: modelos inhomogéneos, por un lado, y la inclusión de inhomogeneidades en universos FLRW, por otro. En cuanto al primer punto, se obtiene una clasificación de modelos de fluido perfecto que admiten un grupo bidimensional abeliano de isometrías actuando sobre superficies espaciales y tales que la métrica se puede escribir en forma diagonal y separable, junto con un método sistemático para obtenerlas. Uno de los resultados a destacar es la obtención y posterior estudio de los primeros (y únicos hasta la fecha) modelos cosmolgicos explícitos pulverulentos inhomogéneos algebraicamente generales. El método de resolución permite la existencia de regiones en el espacio-tiempo con diferente tipo de contenido material. Este problema se ataca de forma completamente general describiendo la descomposición y estructura de cualqueir espacio-tiempo según cual sea en cada uno de sus puntos el tipo algebraico del tensor de energía-momento. En cuanto a la segunda vertiente se estudia de forma completamente general el enlace de espacio-tiempos con simetría cilíndrica a través de una hipersuperficie arbitraria que preserva dicha simetría. Una particularización de estos enlaces, a saber, el que contiene una región FLRW como una de sus partes, permite probar la imposibilidad de traspasar el modelo de Einstein-Straus (que es de simetría esférica) a otro análogo con simetría cilíndrica, sugiriendo la inestabilidad de dicho tipo de modelos para describir la influencia de la expansión del universo en cavidades estáticas.