Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Shirzad,Behrouz Mirza
احمد شیرزاد (استاد مشاور) بهروز میرزا (استاد راهنما)
 
STUDENT
Maryam Aghaei Abchouyeh
مریم آقائی ابچویه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

The effect of Entropic Force and Running Gravitational Coupling on the Cosmological Singularities
ecial and general relativity are introduced at the beginning of this thesis. Then the future singularities of the universe are studied. For that propose first it has been shown that, Friedmann equations are derived from solving Einstein equations for the homogenous and isotropic universe which is described by FRW metric. Pressure, energy density, scale factor and Hubble parameter are important quantities for studying the universe. Possibilities of the future singularities are investigated by solving the Friedmann equations, assuming an accelerating expanding the universe. The result will be changed if we consider some new physical effects in this scenario. The effects of conformal anomalies and bulk viscosity have already been studied in several papers. It was shown that the bulk viscosity changes the time of singularity, but conformal anomaly can change the type ( II ) singularity to the type ( III ) singularity. Here we explore the effect of the Entropic force on the singularities. Because of the Entropic force, two correction terms are added to the Friedmann equations that are the results of surface term in the Einstein- Hilbert action. These terms are proportional to the Hubble parameter and it’s first derivative with respect to the time. They affect the singularity type ( II ), because they change the behavior of pressure or energy density. For some values of the parameters in this theory, pressure will be finite at the singularity time. So, both the pressure and energy density are finite at the singularity point and the singularity type ( II ) changes to the type ( IV ). For some other values the energy density will be infinite at the singularity time so, both pressure and energy density are infinite and the sudden future singularity (type (II)) changes to type ( III ) singularity. We also consider a running gravitational coupling and it’s effects on the future singularities of the universe. Because of asymptotic safety, it’s necessary for gravitational coupling to run with an energy scale. Here the gravitational coupling, “G” is studied as a function of energy density of the universe. Our results show that running gravitational coupling changes the type ( II ) singularity to a new kind of singularity, which is similar to type ( IV ). Also the time evolution of the universe will be changed in other cases. Then we consider the effect of both Entropic force and running gravitational coupling on the future singularities. It is shown that the behavior of the pressure and energy density does not change in the type ( I ) singularity. The singularity type ( II ) changes to a new kind of singularity which is similar to type ( III ). If we introduce the effective Hubble parameter, we find that singularity type ( II ) clearly changes to type ( III ), and type ( I ) that is a strong singularity in both Tipler and Krolak definition ,will changes to the singularity type ( III ), which is a strong singularity in Tipler definition but a weak singularity in Krolak definition. Keywords: Cosmology, Singularity, Entropic Force, Running Gravitational Coupling.
در این مطالعه بعد از معرفی نسبیت خاص و بحث کوتاهی در مورد نسبیت عام به بررسی فیزیکی آینده ی کیهان می پردازیم. با حل معادله ی اینشتین برای یک عالم تابع متریک فریمن- روبرتسون- واکر که تانسور انرژی تکانه ی شاره ی کامل برای آن نوشته می شود، نشان می دهیم معادلات فریدمن به دست می آید. نتایج این محاسبات در حالتی معتبرند که فقط نسبیت عام را برای توصیف گرانش در نظر گرفته باشیم. ولی عوامل فیزیکی دیگری هستند که اگر آنها را هم در نظر بگیریم، نتایج قدری متفاوت خواهد بود. آنچه در بررسی کیهان اهمیت دارد رفتار فشار، چگالی انرژی، عامل مقیاس و پارامتر هابل است. آنچه از معادلات فریدمن برای این پارامترها به دست می آید نشان می دهد که با توجه به انبساط شتاب دار عالم، ممکن است جهان با یک تکینگی خاتمه یابد. بعضی فیزیکدانان اثرات نابهنجاری همدیس و ویسکوزیته ی توده ای ماده را بررسی کرده اند. نتایج بررسی های آن ها نشان داده است ویسکوزیته ی توده ای ماده نوع تکینگی ها را تغییر نمی دهد، اما نابهنجاری همدیس تکینگی نوع دوم را به تکینگی نوع سوم تبدیل می کند. ما در اینجا تأثیر نیروی آنتروپی را بررسی می کنیم. نیروی آنتروپی باعث اضافه شدن دو جمله به معادلات فریدمن می شود که به دلیل اثرات سطحی ایجاد می شوند. اضافه شدن این جملات باعث تغییر رفتار فشار یا چگالی انرژی در تکینگی نوع دوم می شود. مقدار ثوابت موجود در روابط مشخص می کند که فشار محدود خواهد شد و تکینگی نوع دوم به تکینگی بسیار شبیه به تکینگی نوع چهارم تبدیل خواهد شد یا چگالی انرژی نامحدود می شود و شرایطی شبیه به تکینگی نوع سوم ایجاد می گردد. سپس تأثیر تغییر جفت شدگی گرانشی در طول زمان را بر تکینگی ها محاسبه کرده ایم. در این حالت ضریب جفت شدگی گرانشی را تابعی از چگالی انرژی در نظر می گیرند. تأثیر این عامل باز هم بر تکینگی نوع دوم است، به طوری که با کاهش جفت شدگی گرانش تکینگی نوع دوم به حالتی بسیار شبیه به نوع چهارم تبدیل خواهد شد و در بقیه ی انواع تکینگی ها تغییر ضریب جفت شدگی فقط بر زمان تحول عالم مؤثر خواهد بود. در مرحله ی بعدی تأثیر همزمان این دو عامل را در نظر گرفتیم. در این صورت تکینگی نوع اول ظاهراً تغییری نمی کند و تکینگی نوع دوم هم به حالتی بسیار شبیه به تکینگی نوع سوم تبدیل می شود. در نهایت پارامتر هابل مؤثر را تعریف کرده ایم. با تعریف پارامتر هابل مؤثر و استفاده از آن در محاسبات مشاهده می شود تکینگی نوع اول که با در نظر گرفتن تأثیر همزمان نیروی آنتروپی و ضریب جفت شدگی گرانشی ظاهراً تغییر نکرده بود در، به تکینگی نوع سوم و تکینگی نوع دوم هم به تکینگی نوع سوم تبدیل شده اند. کلمات کلیدی: کیهانشناسی، تکینگی، نیروی آنتروپی، ضریب جفت شدگی گرانشی متغیر.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی