HEAL DSpace

Μελέτη εναλλακτικών θεωριών Βαρύτητας στην Κοσμολογία, ενόψει των νέων παρατηρήσεων από Βαρυτικά Κύματα

DSpace/Manakin Repository

Show simple item record

dc.contributor.author Καρύδας, Στυλιανός el
dc.contributor.author Karydas, Stylianos en
dc.date.accessioned 2023-09-19T09:09:13Z
dc.date.available 2023-09-19T09:09:13Z
dc.identifier.uri https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/58058
dc.identifier.uri http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25755
dc.rights Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα *
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/ *
dc.subject Κοσμολογία el
dc.subject Πληθωρισμός el
dc.subject Βαρύτητα el
dc.subject Επιπλέον Διαστάσεις el
dc.subject Κοσμική Ακτινοβολία Υποβάθρου el
dc.subject Cosmology en
dc.subject Inflation en
dc.subject Gravity en
dc.subject Extra Dimensions en
dc.subject Cosmic Backgroud Radiation en
dc.title Μελέτη εναλλακτικών θεωριών Βαρύτητας στην Κοσμολογία, ενόψει των νέων παρατηρήσεων από Βαρυτικά Κύματα el
dc.contributor.department Φυσικής el
heal.type doctoralThesis
heal.classification Κοσμολογία el
heal.language el
heal.language en
heal.access free
heal.recordProvider ntua el
heal.publicationDate 2023-06-09
heal.abstract Η Γενική Σχετικότητα έχει αποδειχθεί εξαιρετικά επιτυχημένη θεωρία, όσον αφορά στην περιγραφή της δυναμικής της Βαρύτητας, με επαληθεύσιμες προβλέψεις σε πειράματα τόσο σε μικρές, όσο και σε μεγάλες αποστάσεις. Παρόλα αυτά, παραμένει μια ατελής θεωρία, καθώς δεν είναι ικανή να περιγράψει μια πληθώρα συμπεριφορών τόσο στο πρώιμο, όσο και στο ύστερο Σύμπαν. Επομένως, οδηγούμαστε στο να εξερευνήσουμε τρόπους επέκτασης ή τροποποίησής της, ώστε να λυθούν αυτού του είδους τα προβλήματα, ενώ παράλληλα έχουμε ένα χειροπιαστό σενάριο, με το οποίο μπορούμε να συγκρίνουμε τις οριακές συμπεριφορές μιας τροποποιημένης θεωρίας. Ανάμεσα σε πολλούς τρόπους να τροποποιήσει κανείς τη θεωρία της Βαρύτητας, ίσως ο πιο απλός είναι το να συμπεριλάβει ένα βαθμωτό πεδίο, του οποίου οι αλληλεπιδράσεις με τη βαρύτητα εμπλουτίζουν τη δυναμική του συστήματος των εξισώσεων και την αντίστοιχη φαινομενολογία, προσφέροντας ενδεχόμενα διεξόδους στα προβλήματα της Γενικής Σχετικότητας. Όμως, η συμπερίληψη ενός βαθμωτού πεδίου πρέπει να γίνει με τέτοιο τρόπο που σέβεται το θεώρημα Ostrogradsky, αλλιώς η θεωρία θα είναι ασταθής. Η πιο γενική, μη εκφυλισμένη, Λαγκρανζιανή που σέβεται αυτό το θεώρημα είναι η Λαγκρανζιανή Horndeski, από το 1974, που σε σύγχρονη μορφή ονομάζεται θεωρία Galileon. Η θεωρία αυτή προσφέρει ένα κατάλληλο πλαίσιο για τροποποίηση της θεωρίας της βαρύτητας, τόσο σε μικρές όσο και σε μεγάλες αποστάσεις, σε όλα τα στάδια της ζωής του Σύμπαντος. Ανάμεσα σε αυτές τις τροποποιήσεις, κυριαρχούν οι θεωρίες Βαθμωτού-Τανυστή που προκαλούν πρωταρχικό πληθωρισμό, ο οποίος είναι κρίσιμος για να περιγράψει την εξέλιξη του Σύμπαντος. Η εκτεταμένη μελέτη τέτοιου τύπου θεωριών, έχει δείξει ότι η συμπερίληψη μιας ζεύξης του κινητικού όρου του πεδίου με τη Βαρύτητα, οδηγεί σε μια ενδιαφέρουσα τροποποίηση της δυναμικής του συστήματος, καθώς ανάμεσα σε άλλα αποτελέσματα, προκαλεί μια εύκολη επέκταση της διάρκειας του πληθωρισμού μέσα από το φαινόμενο της βαρυτικής τριβής. Με αυτό τον τρόπο, το πεδίο παραμένει στην περιοχή slow roll για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα ώστε να επιτευχθεί ένας σημαντικός αριθμός e-folds, χωρίς να χρειάζονται υπερβολικά μεγάλες τιμές για τις αρχικές συνθήκες. Παράλληλα, με αυτή τη ζεύξη, πρέπει να αναμένεται μια απόκλιση της ταχύτητας των βαρυτικών κυμάτων από αυτή της ταχύτητας του φωτός, κάτι που όμως με βάση τις πρόσφατες παρατηρήσεις δε μπορεί να ισχύει, τουλάχιστον για ύστερες περιόδους της ζωής του Σύμπαντος. Με βάση τα παραπάνω, στο κεφάλαιο 1 αυτής της διατριβής, γίνεται μια προσπάθεια να διατηρηθούν τα θετικά αποτελέσματα της παραπάνω ζεύξης, ενώ παράλληλα γίνεται μια προσπάθεια να ιαθούν οι παθογένειές της. Συγκεκριμένα, επικεντρωνόμαστε στη μελέτη του όρου G5 της Λαγκρανζιανής Galileon, που αντιστοιχεί σε αυτή την ομάδα θεωριών. Επικεντρωνόμαστε σε μορφές του G5 που περιλαμβάνουν φ-εξάρτηση, ώστε να δίνει μια πλουσιότερη φαινομενολογία. Μέσω αυτού, θα παρουσιαστεί μια λύση για τους ύστερους χρόνους σε σχέση την απόκλιση των αποτελεσμάτων από τη Γενική Σχετικότητα, που αντιμετωπίζει ένα από τα κύρια προβλήματα αυτών των θεωριών, τις αστάθειες λόγω των αρνητικών τιμών στο τετράγωνο της ταχύτητας μετάδοσης των βαθμωτών διαταραχών. Κατασκευάζουμε συγκεκριμένα μοντέλα που προβλέπουν παρατηρήσιμα μεγέθη σε πολύ καλή συμφωνία με τις παρατηρήσεις. Τέλος, ασχολούμαστε με μια άλλη πλευρά του όρου G5: αυτή της παραγωγής Πρωταρχικών Μελανών Οπών με έναν εναλλακτικό τρόπο, σε σχέση με τη συνήθη στη βιβλιογραφία επιλογή ενός κατάλληλου δυναμικού. Συνεχίζοντας, στο κεφάλαιο 2, εξερευνούμε την ιδέα του συνδυασμού δύο διαφορετικών όρων Galileon, συγκεκριμένα του όρου G4 και του όρου G5. Δείχνουμε ότι ο συνδυασμός των δύο μπορεί να έχει μια ευεργετική επίδραση στις αδυναμίες των θεωριών όπου ο κάθε όρος δρα μεμονωμένα, ενώ διατηρούνται τα επιμέρους πλεονεκτήματα. Η συμπερίληψη του όρου G4 λύνει αμέσως τα προβλήματα με τις αστάθειες στο τέλος του πληθωρισμού, παράγοντας παράλληλα, παρατηρήσιμα μεγέθη που είναι σε καλή συμφωνία με τις παρατηρήσεις, χωρίς να χρειάζονται υψηλές τιμές για τις αρχικές συνθήκες της θεωρίας, και αποφεύγοντας έτσι ενδεχόμενα προβλήματα με την κβάντωσή της. Τέλος, στο κεφάλαιο 3 επικεντρωνόμαστε στην ύστερη Κοσμολογία, συγκεκριμένα σε ένα σενάριο που περιέχει επιπλέον διαστάσεις, στα πλαίσια της θεωρίας Kaluza-Klein. Σκοπός μας είναι να μελετήσουμε το κατά πόσο η παρατηρημένη μετάβαση από μια εποχή επιβραδυνόμενης διαστολής σε μια εποχή επιταχυνόμενης διαστολής, θα μπορούσε να είναι το αποτέλεσμα της δυναμικής των επιπλέον διαστάσεων. Παράγουμε τη γενική λύση της θεωρίας, για την οποία αποδεικνύουμε ότι καταλήγει σε μια λύση ελκυστή, τύπου Kasner. Παράλληλα δείχνουμε ότι για να διαφυλαχθούν οι παρατηρησιακές προβλέψεις πρέπει οι επιπλέον διαστάσεις να είναι σταθεροποιημένες, κάτι που μπορεί να συμβαίνει μόνο για εξωτικούς τύπους ύλης. el
heal.advisorName Παπαντωνόπουλος, Ελευθέριος el
heal.committeeMemberName Παπαντωνόπουλος, Ελευθέριος el
heal.committeeMemberName Κουτσούμπας, Γεώργιος el
heal.committeeMemberName Ήργες, Νικόλαος el
heal.committeeMemberName Αναγνωστόπουλος, Κωνσταντίνος el
heal.committeeMemberName Φαράκος, Κωνσταντίνος el
heal.committeeMemberName Μαυρόματος, Νικόλαος el
heal.committeeMemberName Τσέτσερης, Λεωνίδας el
heal.academicPublisher Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών el
heal.academicPublisherID ntua
heal.numberOfPages 151 σ. el
heal.fullTextAvailability false


Files in this item

The following license files are associated with this item:

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα Except where otherwise noted, this item's license is described as Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα