On the cosmological impact of a quantized scalar field
Kuantum skaler alanın kozmolojik etkileri
- Tez No: 433963
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ KAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 65
Özet
Bu tezde, ilk olarak Friedmann-Robertson-Walker (FRW) uzayında yayılan ve sonsuz adyabatik vakumda tanımlı bir skaler alanın stres-enerji-momentum tensörüne başlıca ölçülebilir katkıyı açık bir şekilde hesapladık. Adyabatik regularizasyon, adyabatik sıfırıncı, ikinci ve dördüncü düzeydeki terimleri çıkartmayı gerektirdiğinden, adyabatik altıncı düzeydeki ifadeler stres-enerji-momentum tensörüne başlıca ölçülebilir katkıyı sağlayan terimlerdir. Bu, kütlesi olan alanların eğer kütlesi Hubble parametresi H ' den büyükse, her modu için, kütlesiz alanların ise sadece k>k* koşulunu sağlayan modları için iyi bir yöntemdir (k*, k*>> aH koşulunu sağlayan sabit momentum ölçeğidir). Zamanın kuvvetiyle orantılı olarak genişleyen uzaylarda, vakum enerji yoğunluğunun büyüklüğünü hesapladık ve farklı kozmolojik uzaylarda bulduğumuz sonuçları tartıştık. İkinci olarak, FRW uzayında yayılan kütlesiz kuantum skaler bir alanın geri-reaksiyon etkilerini araştırdık. Bu, yerçekiminin klasik olarak ele alındığı, yarı-klasik bir yaklaşımdır. Kütlesiz skaler alanın vakum enerji yoğunluğunun zamana bağlı nasıl değiştiğini yaklaşık olarak belirleyen 1. dereceden yeni bir diferansiyel denklem elde ettik. Bu yöntemde, ufuk altı modların yaklaşık olarak adyabatik değiştiği, ufuk üstü modların ise sabit kaldığı gerçeğinden yararlandık. Yöntemimizin geçerliliğini ölçmek için de Sitter uzayı gibi kozmolojik uzaylarda bulduğumuz sonuçlari literatürdeki sonuçlarla kıyasladık ve bulgularımızın birebir örtüştüğünü gördük. Ayrıca, geri-reaksiyon etkilerinin bazı enflasyon modellerinde olası sonuçlarını inceledik. Enflasyon sırasında geri-reaksiyon etkileri ihmal edilecek kadar küçük olmasına rağmen, enflasyon sonrasındaki evrelerde bu etkilerin kozmolojik önemi olabileciğini gördük.
Özet (Çeviri)
We explicitly compute the leading order contribution to the stress-energy- momentum tensor of a scalar field, which propagates in a Friedmann-Robertson-Walker (FRW) universe and placed in the infinite adiabatic vacuum. Since the adiabatic regularization requires removing the adiabatic zeroth, second and fourth order terms, one ends up with the sixth order expressions as the leading order contribution to the stress-energy-momentum tensor. This is a good approximation for all modes of a massive field when the mass m of the field is larger than the Hubble parameter H and only for the high energy (subhorizon) modes of a massless field satisfying k>k*, where k* is a fixed comoving momentum scale obeying k*>> aH. To determine the magnitude of the vacuum energy density, we consider the spacetimes undergoing power-law expansion and discuss the implications for different cosmologically relevant backgrounds. We next consider the backreaction effects of a quantized massless real scalar field propogating in a FRW universe. This can be viewed as a semiclassical approach, where gravity is treated classically. We manage to obtain a new first order differential equation, which approximately determines the evolution of the vacuum energy density of the massless scalar field. In this procedure, we utilize an approximation that uses the fact that the subhorizon modes evolve nearly adiabatically and the superhorizon modes freeze out. To check the validity of our method, we take fixed backgrounds of cosmological interest such as de Sitter space and our findings are shown to agree with the known results in the literature. We also analyse the possible implications of the backreaction effects for the slow-roll inflationary models. We find out that although these are negligible during slow-roll regime, the vacuum energy density created might have a cosmological significance at subsequent stages, since it decreases slower than radiation or dust.
Benzer Tezler
- Anadolu Selçukluları'nın anıtsal mimarisi üzerine kozmoloji temelli bir anlam araştırması
Başlık çevirisi yok
ALİ UZAY PEKER
- On beşinci yüzyıl edvar yazarlarının metinlerinde müzik ve kozmogoni ilişkisi
Music and cosmogony association in the music theory treatises of the fifteenth century Ottoman empire
DOĞUŞ ÇİÇEK
Doktora
Türkçe
2022
Müzikİstanbul Teknik ÜniversitesiMüzikoloji ve Müzik Teorisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN DOĞRUSÖZ DİŞİAÇIK
- 'نظرية إعلام الاقتصاد الإسلامي 'تصور مقترح
İslam iktisadının medya teorisi 'önerilen algı'
ABDULLAH SALEH MOHAMMED ABUIMSAMEH
Doktora
Arapça
2019
Ekonomiİstanbul Sabahattin Zaim Üniversitesiİslam İktisadı ve Hukuku Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMED HARB
- Black holes in an expanding universe
Genişleyen evrende kara delikler
YORGO ŞENİKOĞLU
Doktora
İngilizce
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN TEOMAN TURGUT
PROF. DR. METİN ARIK
- Nucleosynthesis in alternative theories of gravity
Alternatif kütle çekim teorilerinde nükleosentez
İLAYDA BULUNUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEŞE ÖZDEMİR