Παρατηρησιακές προβλέψεις της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας από το Ηλιακό Σύστημα μέχρι και κοσμολογικά συστήματα

Experimental tests of General Relativity from the Solar System and Cosmological systems (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Μιχαλάτος, Γεράσιμος
  3. Προχωρημένες Σπουδές στη Φυσική (ΠΣΦ)
  4. 20 Σεπτεμβρίου 2020 [2020-09-20]
  5. Ελληνικά
  6. 234
  7. Περιβολαρόπουλος, Λέανδρος
  8. Περιβολαρόπουλος, Λέανδρος | Κεχαγιάς, Αλέξανδρος
  9. Γενική σχετικότητα | General relativity | βαρύτητα | gravity | κοσμολογία | cosmology | ενναλακτικές θεωρίες βαρύτητας | alternative theories of gravity | βαρυτικά κύματα | gravitational waves | αστροφυσική | astrophysics
  10. 1
  11. 167
  12. Περιέχει : πίνακες, εικόνες
    • Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία γίνεται προσπάθεια σύνοψης των προβλέψεων της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας και των μεθόδων ελέγχου αυτών. Οι κλασικές προβλέψεις, όπως η μετάπτωση του περιηλίου του Ερμή, η εκτροπή του φωτός, η βαρυτική ερυθρομετατόπιση του φωτός και η βαρυτική χρονική καθυστέρηση (Shapiro effect), αλλά και σύγχρονες προβλέψεις όπως η βαρυτική επίδραση ρολογιών, η γεωδαισιακή μετάπτωση, το φαινόμενο Lense – Thirring και η βαρυτομαγνητική επίδραση ρολογιών περιγράφονται αναλυτικά μέσω της εξαγωγής τους από τις εξισώσεις βαρυτικού πεδίου Einstein. Εξετάζεται ο φορμαλισμός PPN αλλά και οι προτεινόμενες εναλλακτικές θεωρίες βαρύτητας και ειδικότερα οι θεωρίες, Brans – Dicke, scalar – tensor, Chameleon mechanism και f(R). Επίσης εκτός από τις παραπάνω προβλέψεις, που ο έλεγχός τους μπορεί να πραγματοποιηθεί στα πλαίσια του Ηλιακού συστήματος, παρουσιάζονται και κοσμολογικές προβλέψεις, όπως αυτές που αφορούν σε ισχυρό πεδίο, το φαινόμενο βαρυτικού φακού, τα βαρυτικά κύματα, αλλά και η αύξηση της τροχιακής ταχύτητας περιστροφής διπλών συστημάτων, ως επακόλουθο της εκπομπής βαρυτικής ακτινοβολίας, καθώς και προβλέψεις που αφορούν την εξέλιξη των δομών του σύμπαντος που ερευνώνται μέσω των μεθόδων ασθενούς βαρυτικού φακού και διαταραχών του χώρου ερυθρομετατοπίσεων. Μελετάται επίσης ο ρόλος των ελέγχων εργαστηρίου, που πραγματοποιείται με πειράματα ισορροπίας στρέψης και με τη χρήση ατομικών ιντερφερομέτρων, κυρίως όσον αφορά θεμελιώδη ζητήματα όπως η ισχύς της Ασθενούς Αρχής Ισοδυναμίας, του νόμου του αντιστρόφου τετραγώνου, την τιμή της σταθεράς της βαρύτητας και της κοσμολογικής σταθεράς. Για κάθε πρόβλεψη γίνεται προσπάθεια παρουσίασης των πειραμάτων που έχουν διεξαχθεί και των αποτελεσμάτων τους καθώς και εκείνων που προτείνονται ή σχεδιάζεται να διεξαχθούν στο άμεσο μέλλον, ώστε να επαληθεύσουν, να βελτιώσουν ή να βρουν αποκλίσεις σε σχέση με τα ήδη υπάρχοντα αποτελέσματα, οπότε ή θα επιβεβαιωθεί η ισχύς της Γενικής Σχετικότητας ή θα καταστεί αναγκαία η ερμηνεία τους από τις εναλλακτικές θεωρίες βαρύτητας.
    • This MSc thesis is a review of the experimental tests of Einstein’s General Theory of Relativity. Classical tests such as the precession of Mercury’s Perihelion, the bending of light, the gravitational redshift of light and gravitational time dilation (Shapiro effect) but also modern test such as gravitational clock effect, geodesic precession, Lense - Thirring effect and Gravitomagnetic clock effect are being studied through the mathematical framework of Einstein’s gravitational field equations. PPN formalism and also alternative gravitational theories of General Relativity are being reviewed and especially Brans – Dicke theory, Scalar – Tensor theories, Chameleon mechanism and f(R) theories. Except above tests that are related with the Solar system, cosmological tests such as, strong field tests including gravitational lensing, gravitational waves and the increase of the orbital velocity of a double system due to the loss of energy from the emission of gravitational radiation are being studied and also the research of Growth of structure through the weak lensing effect and redshift space distortions. Moreover laboratory tests, with experiments using torsion balance and atomic interferometers, concerning fundamental aspects of physics such as the Weak Equivalence Principle, the inverse square law, the value of the gravitational constant and also the cosmological constant are being reviewed. For all the tests, results from experiments that have already been performed are being presented. Also other experiments that have been proposed or planned to operate in the near future in order to improve or find deviations from current results will provide a verification of General Relativity or the will show the need for an alternative theory in order to interpret them.
  14. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.