Inflation without inflaton fields in a cosmological model with gravitational anomalies

Χιωτέλλης, Βύρων-Αλέξανδρος; Chiotellis, Vyron-Alexandros

dc.contributor.author	Χιωτέλλης, Βύρων-Αλέξανδρος	el
dc.contributor.author	Chiotellis, Vyron-Alexandros	en
dc.date.accessioned	2022-07-01T08:11:39Z
dc.date.available	2022-07-01T08:11:39Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/55350
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23048
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Φυσική και Τεχνολογικές Εφαρμογές”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Πληθωρισμός	el
dc.subject	Κοσμολογία	el
dc.subject	Θεωρεία χορδών	el
dc.subject	Βαρύτητα	el
dc.subject	Inflation	en
dc.subject	Cosmology	en
dc.subject	Gravity	en
dc.subject	Βαρυτικές ανωμαλίες	el
dc.subject	Gravitational anomalies	en
dc.subject	String theory	en
dc.title	Inflation without inflaton fields in a cosmological model with gravitational anomalies	en
dc.title	Πληθωρισμός Χωρίς Πληθωριστικά Πεδία σε ένα Κοσμολογικό Μοντέλο με Βαρυτικές Ανωμαλίες	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Θεωρητική Φυσική	el
heal.classification	Κοσμολογία	el
heal.classification	Cosmology	en
heal.classification	Theoritical Physics	en
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-02-25
heal.abstract	Ο Κοσμικός Πληθωρισμός είναι μία φυσική διαδικασία ύψιστης σημασίας για τη κοσμολογία, με την ύπαρξη του να καθορίζει της ιδιότητες του σύμπαντος και τις περισσότερες προβλέψεις του να έχουν επιβεβαιωθεί φαινομενολογικά. Παρόλα αυτά, δεν υπάρχει κάποια συναφή θεωρητική εξήγηση για την φυσική διεργασία που προκάλεσε τον πληθωρισμό, αφήνοντας έτσι ένα κενό κατανόησης στη φυσική του πρώιμου σύμπαντος. Με αυτό το κίνητρο, σε αυτή η μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία γίνεται μία εκτενής ανάλυση ενός κοσμολογικού μοντέλου με βαρυτικές ανωμαλίες, εμπνευσμένο από την θεωρεία χορδών, το οποίο παράγει ένα, συνεπή με το μοντέλο, πληθωρισμό. Οι βαρυτικές ανωμαλίες είναι μία αναδυόμενη ιδιότητα της κβαντικής βαρύτητας και, σε συνδυασμό με αρχαία βαρυτικά κύματα, μπορεί να διαθέσει μια θετική, desitter τύπου, πυκνότητα κενού ικανή για παράγει τον πληθωρισμό. Επιπλέον, η ολική πυκνότητα του μοντέλου είναι τύπου ”ΤρεχούμενουΚενού”, με την δυνατότητα να συνδέσει την πληθωριστική εποχή με την σημερινή κοσμολογία, και συνεπώς να παρέχει ένα φαινομενολογικά ελέγξιμο επιχείρημα συμβατό με την Κβαντική Θεωρεία Πεδίου (ΚΘΠ) και την Ομάδα Επανακανονικοποίησης (ΟΕ). Σε αυτή τη διπλωματική γίνεται μία πλήρη ανασκόπηση του προαναφερθέντος μοντέλου, τόσο με φυσική όσο και με μαθηματική επιχειρηματολογία. Το πρώτο κεφάλαιο συνοψίζει τη παρούσα κατάσταση στη σύγχρονη (ΛCDM) κοσμολογία, τις τωρινές κοσμολογικές εντάσεις και τα βασικά στοιχεία του πληθωρισμού. Έπειτα, παρέχει μία εκτενή ανάλυση των μοντέλων ”ΤρεχούμενουΚενού”. Το δεύτερο κεφάλαιο εισάγει τον αναγνώστη στο κοσμολογικό μοντέλο εμπνευσμένο από την θεωρεία χορδών και της ιδιότητες του, εστιάζοντας στο KR αξιονικό κβαντικό πεδίο και την ανάδυση των βαρυτικών ανωμαλιών. Το κύριο σώμα της διατριβής είναι το κεφάλαιο τρία, με σκοπό την μελέτη της βαρυτικής ανωμαλίας και την μημηδενική αναμενόμενη τιμή κενού της, προκαλούμενη από αρχαία βαρυτικά κύματα. Επιπλέον, στο ίδιο κεφάλαιο, υπολογίζεται η ολική πυκνότητα τύπου ”ΤρεχούμενουΚενού”, η οποία περιέχει την θετική, deSitter, συνεισφορά αναγκαία για να λάβει χώρα ο πληθωρισμός. Στο τελευταίο κεφάλαιο δύναται μία σύνοψη της εργασίας με κάποιες επιπλέον πληροφορίες και επιπρόσθετες σκέψεις όσον αφορά το μοντέλο. Επιπλέον, περιλαμβάνονται δυο παραρτήματα, με το πρώτο να παρέχει τον απαραίτητο φορμαλισμό και τους μαθηματικούς τύπους της Γενικής Σχετικότητας που χρησιμοποιούνται σε όλη αυτή τη διπλωματική, ενώ το πρώτο παρέχει τους αναλυτικούς υπολογισμούς που έγιναν σε ποικίλα σημεία οι οποίοι δεν δίνονται στο κυρίως σώμα της εργασίας.	el
heal.abstract	Cosmic Inflation is a physical process of vital importance in cosmology, whose occurrence determine the properties of the universe and most predictions have been phenomenologically verified. Nonetheless, there is no coherent theoretical explanation about the physical process that caused inflation within standard cosmology, which creates a gap of understanding in the physics of the early universe. With this motivation, in this master’s thesis an extensive analysis of a cosmological model with gravitational anomalies, inspired by string theory, is being made, which produce a selfconsistent inflationary epoch. Gravitational anomalies are an emergent property of quantum gravity and, in combination with primordial gravitational waves , can provide a positive, deSitter type, vacuum energy density capable to drive inflation. Additionally, the total energy density of the model is of RunningVacuum type, which is capable of connecting the inflationary era with today’s cosmology, thus providing a phenomenologically testable argument compatible with Quantum Field Theory (QFT) and Renormalization Group (RG). In this thesis, a full review of the aforementioned model, both with physical and mathematical argumentation, is given. The first section summarizes the statusquo of modern (ΛCDM) cosmology, the current cosmological tensions and the main elements of inflation. Then, it provides an extensive analysis of the Running Vacuum Models (RVM). The second section introduce the reader with the stringinspired cosmological model used throughout this thesis and its properties, focusing on the KR axion quantum field and the emergence of the gravitational anomalies. The main body of this thesis is section three, with the objective of studying the gravitational anomaly and its nonzero vacuum expectation value, induced by primordial gravitational waves. Additionally, in the same chapter, the RV total energy density is derived, containing the positive deSitter type contribution, necessary for inflation to occur. In the last section, a summary of the work is given with some additional information and supplementary thoughts on this model. Furthermore, two Appendices are included, with the first covering the necessary notation and formulas of General Relativity used throughout this thesis, while the second provides the analytical calculations done in various part not given in the main body of the thesis.	en
heal.advisorName	Μαυρόματος, Νίκος	el
heal.committeeMemberName	Κουτσούμπας, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Παπαντωνόπουλος, Ελευθέριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	59 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false