Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Shirzad,Behrouz Mirza
احمد شیرزاد (استاد مشاور) بهروز میرزا (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamidreza Mahani
حمیدرضا ماهانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Semi Holographic Universe in Curved Spacetime
The existence of dark energy is one of the most significant cosmological discoveries over the last century. Various models of dark energy have been proposed, such as Holographic Dark Energy. In this model of dark energy, cosmologists try to estimate the entropy of whole world based on the area of the universe. But w hat is the surface of the universe? In the context of black hole physics, we believe that the event horizon of a black hole is the proper surface since every physical quantity of the black hole, especially the entropy, shows itself properly on that surface. And they strictly obey the first law of the thermodynamics. But in the general solution for holographic dark energy, there are several evidences that show the apparent horizon should be a causal horizon and is associated with the gravitational entropy and Hawking temperature. Hence it seems that the apparent horizon is the right holography of the universe. There are decisive evidences that our observable universe evolves adiabatically after inflation in a comoving volume, that is, there is no energy-momentum flow between different patches of the observable universe, so that the universe keeps homogeneous and isotropic after inflation. That is the reason why we can use an FRW geometry to describe the evolution of the universe. Based on these postulates, cosmologists proposed a model, evaluating cosmological components such as deceleration parameter, effective pressure of dark energy and dark matter and equation of state of these dark components in the holographic dark energy model in the flat space time. In this proposal, we try to generalize that model and calculate the quantities of the holographic dark energy model in the curved space time. In our results it is obvious that the evolution of the model in the open space time is the same as the flat space time. But in closed space time, results are different. Consequently, we can conclude that our universe can be flat (or open) in the holographic dark energy model. We find that under this condition the dark energy must evolve non-adiabatically. But the total matter in a comoving volume should evolve adiabatically. Hence a compensating component should exist, which we called dark matter. The final ratio of dark matter to dark energy only depends to $ omega _{ de e} $ and $ omega _{ dm e} $ , which is independent on the initial values of the densities of dark matter and dark energy. This result is helpful to solve the coincidence problem. In a numerical example, we find that the deceleration parameter can be well consistent with observations. All of all, By assuming that dark energy in the universe obeys the holographic principle, based on the first low of thermodynamic and by using the methods of dynamical system analysis, we find that there exists a stable dark energy-dark matter solution at late time in the curved space time, which is helpful to solve coincidence problem. For reasonable parameters, the deceleration parameter is well consistent with current observations. Keywords: Holographic dark energy, Dark matter, Cosmology
در ابتدا به طور مختصر مدل استاندارد کیهان‌شناسی را معرفی نموده و اصول مهم این مدل را تبیین می‌کنیم. سپس با ارائه توضیحاتی فضازمان و هندسه مدل را معرفی نموده و با استفاده از اصول نسبیت عام معادلات فریدمان را استخراج می‌کنیم. در پایان معرفی مدل استاندارد ، مسائل مهم و عمده این مدل را به اختصار معرفی نموده و با ارائه نظریه‌ی تورم ، نشان می‌دهیم که چرا این نظریه‌ برای حفظ مدل استاندارد ضرورت دارد. در ادامه انرژی تاریک و ماده‌ی تاریک را معرفی نموده و توضیح می‌دهیم چرا در مدل استاندارد مجبور هستیم که این مولفه‌ها را وارد نماییم. همانطور که در فصل های پایانی اشاره خواهد شد، فرض وجود انرژی تاریک از فرضیه‌های جدید و بسیار مهم کیهان‌شناسی است که اجازه می‌دهد انبساط عالم را بدون عوض کردن معادلات گرانشی توضیح دهیم. سپس مدل‌های ساده‌ای که پارامترهای مربوط به انرژی تاریک و ماده‌ی تاریک را دارا هستند ، به اختصار معرفی نموده و شواهد رصدی مبنی بر وجود ماده‌ی تاریک و انرژی تاریک را معرفی می‌کنیم . در فصل چهارم مدل ساده و بدون برهمکنش انرژی تاریک هولوگرافیک در فضازمان تخت که اخیرا توسط کیهان‌شناسان ارائه شده است را معرفی نموده و تحول آن را بر حسب عامل مقیاس در فضازمان تخت بررسی می‌نماییم. این مدل یکی از جدیدترین نظریه های مربوط به انرژی تاریک است که بخشی از کیهان را به خوبی توصیف می‌کند. در این فصل، تمام کمیت‌های مهم را در قالب روابط ریاضی ارائه کرده و نمودارهای مرتبط با نظریه را همانند مرجع اصلی استخراج نموده‌ایم. قصد ما از ارائه این مدل بررسی تحول انرژی تاریک هولوگرافیک، ماده‌ی تاریک و پارامتر شتاب کند شونده در انتقال به قرمزهای مختلف است. همچنین سعی می‌کنیم به کمک این مدل ، یک گام به سمت حل نمودن مسئله انطباق برداریم. مسئله انطباق یکی از مسائل مهم و حل نشده کیهان‌شناسی است که در رابطه با نسبت چگالی ماده‌ی تاریک به چگالی انرژی تاریک در زمان اکنون مطرح شده است. مشاهدات رصدی بیان می‌کند این نسبت به یک نزدیک است ولی هیچ توجیه نظری به صورت کامل این مشاهدات را توضیح نداده است. در فصل پنجم، مدلی که در بالا معرفی شد را تعمیم داده و سعی می‌کنیم این نظریه را در فضا زمان خمیده برای پارامترهای خمش مثبت و منفی حل کنیم. در این فصل مشاهده می‌شود که نمودارهای به‌دست آمده برای فضا زمان باز (خمش منفی) با نمودارهایی که کیهان‌شناسان برای فضا زمان تخت به‌دست آورده اند، همخوانی بسیار خوبی دارد. ولی نمودارهای فضا زمان بسته شبیه دو فضا زمان دیگر نیست. در ادامه مثالی که در فصل چهارم آورده شده است را در فضا زمان خمیده حل نموده و نشان می‌دهیم که با یک تقریب مناسب می‌توانیم مسئله انطباق را مستقل از نوع و خمش فضا زمان بررسی نماییم. در نهایت نشان خواهیم داد که این مدل ، تحول مناسب و مبتنی بر داده‌های رصدی از ماده تاریک و انرژی تاریک ارائه خواهد نمود و می‌تواند به عنوان راهنمایی برای حل مسئله انطباق مورد استفاده قرار گیرد. همچنین مشروح کامل محاسبات در پیوست قابل مشاهده می‌‌باشد. . کمات کلیدی: انر‍‍‍ژی تاریک –ماده تاریک-اصل هولوگرافیک

ارتقاء امنیت وب با وف بومی