Theoretical and observational aspects of inflationary cosmology
Kozmik enflasyona teorik ve gözlemsel bakış açıları
- Tez No: 735100
- Danışmanlar: PROF. DR. ABDURRAHMAN SAVAŞ ARAPOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Bakış açısı, Enflasyon, Point of view, Inflation
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Einstein'ın genel görelilik teorisi ile birlikte test edilebilir bir evren teorisi ortaya çıkarılmıştır. Teorinin temel fizikle birleşimi, modern kozmolojik gözlemler ışığında evrenin önemli ölçüde anlaşılmasını sağlamıştır. Öte yandan, Büyük Patlama ve kozmolojinin standard modeli Λ-CDM'in başarısı, standart parçacık fiziği modelinin ötesinde olan karanlık enerji ve karanlık madde gibi çeşitli bileşenlere dayanmaktadır. İhtiyaç duyulan bir diğer uzantı da ufuk ve düzlük sorunlarına çözüm olarak önerilen enflasyon mekanizmasıdır. Ancak, enflasyonist paradigmanın en büyük başarısı, evrendeki yapı oluşumundan sorumlu olan ilkel pertürbasyonların oluşumunu açıklamasıdır. İnflaton adı verilen bir skaler alan, evrenin erken evresinde üstel genişlemeye yol açar. Enflasyon, erken evrenin güçlü bir teori olmasına rağmen, yüksek enerji ölçekleri nedeniyle teorinin doğrudan test edilmesi mümkün değildir. Bunun yerine, enflasyon modelleri, ilkel yoğunluk pertürbasyonlarının izlerinden gelen gözlemlerle test edilir. Gözlemlerden gelen önemli bir parametre çifti, spektral endeks n_s ve tensör-skaler oranı r'dır. Birçok enflasyon modeli, inflaton alanının potansiyel minimumuna doğru yavaşça yuvarlandığı ve böylece hal parametrisinin ω < -1/3 ivmelenme koşulunu karşıladığı yavaş yuvarlanma mekanizmasına dayanır. Bu tür davranışları inflaton alanına dikte etmek için yavaş yuvarlanma parametreleri kullanılır. Ayrıca, pertürbasyonlar ve dolayısıyla enflasyon gözlemlenebilirleri, yavaş yuvarlanma parametreleri cinsinden ifade edilebilir. Tek alandan oluşan çeşitli minimal bağlaşım modelleri mevcut gözlemlerle tutarlı olmasına rağmen, eğri uzaydaki kuantum alan teorisi, skaler alanın eğrilik skaleri R ile minimal olmayan bir bağlaşım içerisinde olmasını öngörür. Enflasyonu skaler-tensör teorilerde incelemeyi kolaylaştırmak için genellikle konformal dönüşümler kullanılır ve analiz Einstein çerçevesinde gerçekleştirilir. Bu çalışmada, enflasyon dinamikleri hem genel görelilik hem de skaler-tensör kütleçekim teorileri bağlamında araştırılmıştır. Minimal bağlaşım durumunda, φ^n biçiminde bir potansiyele sahip enflasyon modeli incelenmiştir. Minimal olmayan bağlaşım durumunda ise, F(φ) = 1 + ξ φ^2 ile eğrilik skalerine kuple edilmiş model incelenmiştir. Standart Einstein Çerçevesi analizine ek olarak Jordan Çerçevesinde de analizi gerçekleştirilmiştir. Modellerin tahminleri, CosmoMC kullanılarak PLANCK veri seti ile karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
A testable theory of the universe has come up with Einstein's theory of general relativity. Combination of the theory with fundamental physics has provided significant understanding of the universe in the light of modern cosmological observations. On the other hand, the success of the hot Big Bang and Λ-CDM relies on the existence of dark energy and dark matter which are beyond the standard model of particle physics. Another required extension is inflationary mechanism which was suggested as a resolution to shortcomings Big Bang such as horizon and flatness problems. However, the biggest success of the inflationary paradigm is to explain the generation of initial perturbations that are responsible for the structure formation in the universe. A scalar field, called inflaton, leads to a exponential expansion in the early stage of the universe. Although inflation is a very strong theory for the early universe, direct test of the theory is not possible due to extremely-high energy scales. Instead, inflationary models are tested against observations come from imprints of the primordial density perturbations. An important pair of parameters that comes from the observations are spectral index n_s and tensor-to-scalar ratio r. Many inflationary models rely on slow--roll mechanism in which the inflaton slowly rolls through its potential minima so that equation of state parameter satisfies the acceleration condition ω < -1/3. Slow--roll parameters are used to dictate such behaviour to the inflaton field. Besides, perturbations and therefore inflationary observables can be expressed in terms of slow--roll parameters. Despite the fact that various minimally coupled single field models are consistent with current observations, quantum field theory in curved space anticipates a non-minimal coupling of scalar field to curvature scalar R. In this study, inflationary dynamics within the context of general relativity and scalar--tensor theories of gravitation is investigated. In the minimally coupled case, inflaton with a potential of the form φ^n is studied. In the non-minimally coupled case, same model with a coupling F(φ) = 1 + ξ φ^2 to curvature scalar is examined. In order to study inflation in scalar--tensor theories, usually conformal transformations are used, and for convenience the analysis is performed in Einstein Frame. In addition to standard Einstein frame analysis, we also perform the analysis in the Jordan frame. The predictions of the models are compared with PLANCK dataset using CosmoMC.
Benzer Tezler
- Dokuma kumaşlarda örgü tipinin ham kumaşın boyutları ve geometrik özellikleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
EMEL ÖNDER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER
- İki katlı pamuk ipliklerinden dokunan kumaşlarda örgüye bağlı olarak maksimum atkı sıklığının değişimi üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MELTEM ASLI NARTER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER
- Pulmoner hipertansiyon etyopatogenezinde prostasiklin ve lökotrien C4'ün rolü
Possible role of leukotrien C4 and prostacyclin in the development of pulmonary hypertension
ÜLKÜ AYBERK
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Çocuk Sağlığı ve HastalıklarıGazi ÜniversitesiÇocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
- Karıştırıcılar ve karıştırma kabındaki akım olaylarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
NADİR İLTEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ÖMER SAMİH MERTBAŞ
- Barajların hacim-verim ilişkisi üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET KILIÇARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
İnşaat MühendisliğiÇukurova Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TEFARUK HAKTANIR