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: Belirtilmemiş.
- 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: 110
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
- Türkiye'de kentsel yoksulluğun belirleyicileri (Mekansal panel veri analizi)
Determinants of urban poverty in Turkey (A spatial panel data analysis)
MEHMET ÖZBİLGİN
- Post-flânerie: Altering rhythm, visual attention, and experience during walking in hybrid public space
Post-flanörlük: Hibrit kamusal mekânda yürürken değişen ritim, görsel dikkat ve deneyim
GÖRSEV ARGIN UZ
Doktora
İngilizce
2023
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANDAN TÜRKOĞLU
PROF. DR. BURAK PAK
- Depreme dayalı yerinde tasarım spektrum oluşturulmasında jeofizik yöntemlerin kullanılması: İzmir körfezi çevresi örneği
Earthquake based in-sıtu design spectrum creation by using geophysical methods: İzmir bay and surrounding area example
ÖZKAN CEVDET ÖZDAĞ
Doktora
Türkçe
2022
Jeofizik MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA AKGÜN
- Current pedagogical tendencies and practices in interpreter training: A study on Turkey
Sözlü çeviri eğitiminde güncel pedagojik eğilimler ve uygulamalar: Türkiye üzerine bir çalışma
ÖZGE BAYRAKTAR ÖZER
Doktora
İngilizce
2022
Eğitim ve ÖğretimAnkara Hacı Bayram Veli ÜniversitesiMütercim Tercümanlık Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞE SELMİN SÖYLEMEZ
- Türkçede çatı ve çatı görünümleri
Voice and extension of voice in Turkish
CEMİL KURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
DilbilimAnkara ÜniversitesiTürkçenin Eğitimi ve Öğretimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. N. ENGİN UZUN