Θεωρία κοσμολογικών διαταραχών
Η θεωρία κοσμολογικών διαταραχών είναι μια θεωρία καθοριστικής σημασίας για την μοντέρνα κοσμολογία καθώς παρέχει την σύνδεση των θεωριών μας για τα πρώιμα στάδια του σύμπαντος με τα παρατηρησιακά μας δεδομένα. Μικρές διακυμάνσεις σε ένα ομοιογενές και ισότροπο σύμπαν που προέκυψαν ως διακυμά...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/13083 |
| id |
nemertes-10889-13083 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-130832022-09-05T20:13:41Z Θεωρία κοσμολογικών διαταραχών Theory of cosmological perturbations Σκιαθάς, Δημήτριος Αναστόπουλος, Χάρης Τερζής, Ανδρέας Λουκόπουλος, Βασίλειος Αναστόπουλος, Χάρης Skiathas, Dimitrios Κοσμολογικές διαταραχές Πλυθωρισμός Κοσμολογία Βαρυτικά κύματα Cosmological perturbations Inflation Cosmology Gravitational waves Η θεωρία κοσμολογικών διαταραχών είναι μια θεωρία καθοριστικής σημασίας για την μοντέρνα κοσμολογία καθώς παρέχει την σύνδεση των θεωριών μας για τα πρώιμα στάδια του σύμπαντος με τα παρατηρησιακά μας δεδομένα. Μικρές διακυμάνσεις σε ένα ομοιογενές και ισότροπο σύμπαν που προέκυψαν ως διακυμάνσεις του κβαντικού κενού, λόγω της εξέλιξης του σύμπαντος αναπτύσσονται σε μέγεθος έχοντας την ικανότητα να δημιουργήσουν την μεγάλης κλίμακας δομή που παρατηρείται. Στην παρούσα εργασία μετά από μια σύντομη εισαγωγή στο απαιτούμενο θεωρητικό υπόβαθρο οι βασικές ιδέες των κοσμολογικών διαταραχών παρουσιάζονται μέσα από την Νευτώνεια θεωρία των διαταραχών. Στην συνέχεια γίνεται η ταξινόμηση των διαταραχών και η κλασσική σχετικιστική θεωρία αναπτύσσεται με αναλλοίωτο κάτω από μετασχηματισμούς βαθμίδας φορμαλισμό. Εξάγονται οι εξισώσεις κινήσεις των ποσοτήτων που περιγράφουν τις διαταραχές και περιγράφεται ο τρόπος που θα γίνει η κβάντωση της θεωρίας χρησιμοποιώντας την δράση του συστήματος εκφρασμένη ως προς μια αναλλοίωτη κάτω από μετασχηματισμούς βαθμίδας μεταβλητή προκειμένου να κατασκευαστεί η κβαντική θεωρία κοσμολογικών διαταραχών. Ως εφαρμογή της θεωρίας εξετάζεται ένα σύμπαν που περιέχει ως ύλη ένα βαθμωτό πεδίο, μια κατάσταση που βρίσκει εφαρμογή σε πληθωριστικά μοντέλα του σύμπαντος. Το φάσμα των διαταραχών για αυτά τα μοντέλα υπολογίζεται ως ανεξάρτητο της κλίμακας των διαταραχών ενώ οι παρατηρήσεις εισάγουν περιορισμούς στα μεγέθη των μεταβλητών των μοντέλων. Τέλος, η θεωρία εφαρμόζεται και για τανυστικές διαταραχές, που περιγράφουν βαρυτικά κύματα και υπολογίζεται το φάσμα που προβλέπεται για αυτές σε ένα πληθωριστικό σύμπαν. In this thesis the theory of cosmological perturbations is presented. In an era when technology provides the ability to gather information for the universe, the theory of cosmological perturbations is the connection between those observations and the models of the early universe. As a result, the theory plays a significant role in modern cosmology. Small perturbations on a isotropic and homogeneous universe, which are generated in small scales as quantum vacuum fluctuations in early universe, due to the expansion of the universe grow to become the large scale structure of the universe we observe today. The introduction section comprises the key features of the theories used in this thesis. Subsequently, the Newtonian theory of cosmological perturbations, applicable at scales smaller than Hubble radius and at later times is presented in order to explain the basic ideas of the cosmological perturbation. Afterwards, the classification of the perturbations is carried out and the classical relativistic theory of cosmological perturbation is constructed with a gauge-invariant approach. In this framework, the physical interpretation of the results is unambiguous and the choice of coordinates does not affect the metric perturbations. After the equations of the quantities that describe the perturbation are derived, their quantization is described. As an application of the theory, a universe with a scalar field is considered, which is a situation useful in inflationary universe models, where the universe has a period of exponential expansion. In this application, the theory predicts a scale-invariant spectrum of perturbation as it is observed from the cosmic microwave background. Finally, a discussion about the gravitational waves is conducted and the prediction of the theory on the gravitational waves spectrum is derived. 2020-02-06T20:28:54Z 2020-02-06T20:28:54Z 2019-10-15 Thesis http://hdl.handle.net/10889/13083 gr 0 application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Κοσμολογικές διαταραχές Πλυθωρισμός Κοσμολογία Βαρυτικά κύματα Cosmological perturbations Inflation Cosmology Gravitational waves |
| spellingShingle |
Κοσμολογικές διαταραχές Πλυθωρισμός Κοσμολογία Βαρυτικά κύματα Cosmological perturbations Inflation Cosmology Gravitational waves Σκιαθάς, Δημήτριος Θεωρία κοσμολογικών διαταραχών |
| description |
Η θεωρία κοσμολογικών διαταραχών είναι μια θεωρία καθοριστικής σημασίας για την μοντέρνα κοσμολογία καθώς παρέχει την σύνδεση των θεωριών μας για τα πρώιμα στάδια του σύμπαντος με τα παρατηρησιακά μας δεδομένα.
Μικρές διακυμάνσεις σε ένα ομοιογενές και ισότροπο σύμπαν που προέκυψαν ως διακυμάνσεις του κβαντικού κενού, λόγω της εξέλιξης του σύμπαντος αναπτύσσονται σε μέγεθος έχοντας την ικανότητα να δημιουργήσουν την μεγάλης κλίμακας δομή που παρατηρείται.
Στην παρούσα εργασία μετά από μια σύντομη εισαγωγή στο απαιτούμενο θεωρητικό υπόβαθρο οι βασικές ιδέες των κοσμολογικών διαταραχών παρουσιάζονται μέσα από την Νευτώνεια θεωρία των διαταραχών. Στην συνέχεια γίνεται η ταξινόμηση των διαταραχών και η κλασσική σχετικιστική θεωρία αναπτύσσεται με αναλλοίωτο κάτω από μετασχηματισμούς βαθμίδας φορμαλισμό. Εξάγονται οι εξισώσεις κινήσεις των ποσοτήτων που περιγράφουν τις διαταραχές και περιγράφεται ο τρόπος που θα γίνει η κβάντωση της θεωρίας χρησιμοποιώντας την δράση του συστήματος εκφρασμένη ως προς μια αναλλοίωτη κάτω από μετασχηματισμούς βαθμίδας μεταβλητή προκειμένου να κατασκευαστεί η κβαντική θεωρία κοσμολογικών διαταραχών. Ως εφαρμογή της θεωρίας εξετάζεται ένα σύμπαν που περιέχει ως ύλη ένα βαθμωτό πεδίο, μια κατάσταση που βρίσκει εφαρμογή σε πληθωριστικά μοντέλα του σύμπαντος. Το φάσμα των διαταραχών για αυτά τα μοντέλα υπολογίζεται ως ανεξάρτητο της κλίμακας των διαταραχών ενώ οι παρατηρήσεις εισάγουν περιορισμούς στα μεγέθη των μεταβλητών των μοντέλων. Τέλος, η θεωρία εφαρμόζεται και για τανυστικές διαταραχές, που περιγράφουν βαρυτικά κύματα και υπολογίζεται το φάσμα που προβλέπεται για αυτές σε ένα πληθωριστικό σύμπαν. |
| author2 |
Αναστόπουλος, Χάρης |
| author_facet |
Αναστόπουλος, Χάρης Σκιαθάς, Δημήτριος |
| format |
Thesis |
| author |
Σκιαθάς, Δημήτριος |
| author_sort |
Σκιαθάς, Δημήτριος |
| title |
Θεωρία κοσμολογικών διαταραχών |
| title_short |
Θεωρία κοσμολογικών διαταραχών |
| title_full |
Θεωρία κοσμολογικών διαταραχών |
| title_fullStr |
Θεωρία κοσμολογικών διαταραχών |
| title_full_unstemmed |
Θεωρία κοσμολογικών διαταραχών |
| title_sort |
θεωρία κοσμολογικών διαταραχών |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/13083 |
| work_keys_str_mv |
AT skiathasdēmētrios theōriakosmologikōndiatarachōn AT skiathasdēmētrios theoryofcosmologicalperturbations |
| _version_ |
1771297314192752640 |
