Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/9852
Title: Cosmological perturbations
Other Titles: Κοσμολογικές διαταραχές
Authors: Αρμάος, Βασίλειος
Keywords: Cosmology
Perturbations
Inflation
Big bang
Early universe
Fluctuations
Inflaton
Keywords (translated): Κοσμολογία
Διαταραχές
Πληθωρισμός
Μεγάλη έκρηξη
Πρώιμο σύμπαν
Abstract: 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.
Abstract (translated): 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.
Appears in Collections:Τμήμα Φυσικής (ΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Cosmological Perturbations.pdfThesis1.23 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons