Cosmological perturbations

This thesis is dedicated to the study of the cosmological perturbations in the inflationary universe. With the homogenous Robertson-Walker metric as our starting point, we introduce the primordial metric fluctuations which are classified as scalar, vector or tensor. Then, we introduce the gauge i...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Αρμάος, Βασίλειος
Άλλοι συγγραφείς: Αναστόπουλος, Χάρης
Μορφή: Thesis
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2017
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:http://hdl.handle.net/10889/9852
id nemertes-10889-9852
record_format dspace
spelling nemertes-10889-98522022-09-05T11:17:15Z Cosmological perturbations Κοσμολογικές διαταραχές Αρμάος, Βασίλειος Αναστόπουλος, Χάρης Αναστόπουλος, Χάρης Armaos, Vasileios Cosmology Perturbations Inflation Big bang Early universe Fluctuations Inflaton Κοσμολογία Διαταραχές Πληθωρισμός Μεγάλη έκρηξη Πρώιμο σύμπαν 521.4 This thesis is dedicated to the study of the cosmological perturbations in the inflationary universe. With the homogenous Robertson-Walker metric as our starting point, we introduce the primordial metric fluctuations which are classified as scalar, vector or tensor. Then, we introduce the gauge invariant variables and study the homogenous background of a universe filled with a scalar field. We also imply the “slow roll approximation” in order to have a smooth and realistic inflationary period. After completing the necessary treatment of the background, we begin studying the perturbations. At first, we link the perturbations of the inflation field with the metric perturbations through the Einstein-Hilbert action and derive the equations of motion. Then, we quantize the inflation field through the canonical quantization and derive the initial conditions that it satisfies. In the final part of the thesis, we derive the power spectrum of the cosmological perturbations. We also link the theoretical predictions of inflation with observable quantities, making a quick introduction to the primordial gravitational waves. Finally, we refer to the related future experiments and the results we expect to obtain. Αυτή η εργασία είναι αφιερωμένη στη μελέτη των κοσμολογικών διαταραχών στο πληθωριστικό σύμπαν. Με αφετηρία την ομογενή μετρική Robertson-Walker, εισάγουμε τις αρχέγονες διαταραχές της μετρικής, οι οποίες κατηγοριοποιούνται ως βαθμωτές, διανυσματικές ή τανυστικές. Ύστερα, εισάγουμε μεταβλητές που είναι αναλλοίωτες κάτω από μετασχηματισμούς βαθμίδας και μελετούμε το ομογενές υπόβαθρο ενός σύμπαντος που αποτελείται από ένα βαθμωτό πεδίο. Επιπλέον, απαιτούμε να βρισκόμαστε σε σχεδόν de Sitter χωρόχρονο, ώστε να έχουμε μια ομαλή και ρεαλιστική πληθωριστική περίοδο. Αφού ολοκληρώσουμε την απαραίτητη μελέτη του υποβάθρου, ξεκινάμε να μελετάμε τις διαταραχές. Αρχικά, συνδέουμε τις διαταραχές του πληθωριστικού πεδίου με τις διαταραχές τις μετρικής, μέσω της δράσης Einstein-Hilbert και εξάγουμε τις εξισώσεις κίνησης. Ύστερα, κβαντώνουμε το πληθωριστικό πεδίο μέσω της κανονικής κβάντωσης και εξάγουμε τις αρχικές συνθήκες του ικανοποιεί. Στο τελευταίο τμήμα τις εργασίας, εξάγουμε το φάσμα των κοσμολογικών διαταραχών. Επίσης, συνδέουμε τις θεωρητικές προβλέψεις με παρατηρήσιμες ποσότητες, κάνοντας μια σύντομη εισαγωγή στα αρχέγονα βαρυτικά κύματα. Τέλος, κάνουμε μια αναφορά στα συσχετιζόμενα μελλοντικά πειράματα και τα αποτελέσματα που αναμένεται να λάβουμε. 2017-01-03T10:44:56Z 2017-01-03T10:44:56Z 2015-06 Thesis http://hdl.handle.net/10889/9852 en 0 application/pdf
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Cosmology
Perturbations
Inflation
Big bang
Early universe
Fluctuations
Inflaton
Κοσμολογία
Διαταραχές
Πληθωρισμός
Μεγάλη έκρηξη
Πρώιμο σύμπαν
521.4
spellingShingle Cosmology
Perturbations
Inflation
Big bang
Early universe
Fluctuations
Inflaton
Κοσμολογία
Διαταραχές
Πληθωρισμός
Μεγάλη έκρηξη
Πρώιμο σύμπαν
521.4
Αρμάος, Βασίλειος
Cosmological perturbations
description This thesis is dedicated to the study of the cosmological perturbations in the inflationary universe. With the homogenous Robertson-Walker metric as our starting point, we introduce the primordial metric fluctuations which are classified as scalar, vector or tensor. Then, we introduce the gauge invariant variables and study the homogenous background of a universe filled with a scalar field. We also imply the “slow roll approximation” in order to have a smooth and realistic inflationary period. After completing the necessary treatment of the background, we begin studying the perturbations. At first, we link the perturbations of the inflation field with the metric perturbations through the Einstein-Hilbert action and derive the equations of motion. Then, we quantize the inflation field through the canonical quantization and derive the initial conditions that it satisfies. In the final part of the thesis, we derive the power spectrum of the cosmological perturbations. We also link the theoretical predictions of inflation with observable quantities, making a quick introduction to the primordial gravitational waves. Finally, we refer to the related future experiments and the results we expect to obtain.
author2 Αναστόπουλος, Χάρης
author_facet Αναστόπουλος, Χάρης
Αρμάος, Βασίλειος
format Thesis
author Αρμάος, Βασίλειος
author_sort Αρμάος, Βασίλειος
title Cosmological perturbations
title_short Cosmological perturbations
title_full Cosmological perturbations
title_fullStr Cosmological perturbations
title_full_unstemmed Cosmological perturbations
title_sort cosmological perturbations
publishDate 2017
url http://hdl.handle.net/10889/9852
work_keys_str_mv AT armaosbasileios cosmologicalperturbations
AT armaosbasileios kosmologikesdiataraches
_version_ 1771297216069107712