سایت مرجع دانلود پایان نامه -پشتیبانی 09199970560

پایان نامه کارشناسی ارشد كيهانشناسي و تغيير نشانگان متريك رشته فیزیک

ارسال شده در رشته فیزیک

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی با فرمت ورد word

دانشگاه شهيد بهشتي

دانشكده علوم

گروه فيزيك

 پايان نامه دوره كارشناسي ارشد فيزيك (گرانش)

 عنوان:

كيهانشناسي و تغيير نشانگان متريك

 دانشجو:

كبري قنواتي

 استاد راهنما:

دكتر حميدرضا سپنجي

 استاد مشاور:

دكتر محبوبه هوشيار

مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………….. 1

فصل اول

كيهانشناسي ………………………………………………………………………………………………………….. 5

كيهانشناسي پيش نسبيتي ……………………………………………………………………………………………. 6

كيهانشناسي نسبيتي …………………………………………………………………………………………………. 9

     اصل كيهانشناسي ……………………………………………………………………………………………….. 11

     اصل وايل …………………………………………………………………………………………………………. 12

متريك رابرستون- واكر ……………………………………………………………………………………………….. 13

مدل فريد من …………………………………………………………………………………………………………. 15

   مشكل افق ……………………………………………………………………………………………………….. 18

   مشكل مسطح بودن ……………………………………………………………………………………………… 19

   مشكل تك قطبي مغناطيسي ………………………………………………………………………………. 20

مدل تورمي ………………………………………………………………………………………………………. 20

فصل دوم

بررسي تغيير نشانگان متريك ……………………………………………………………………………………….. 23

شرط معمول بر متريك ………………………………………………………………………………………………… 24

فرضيات مدل پيشنهادي ……………………………………………………………………………………………… 25

ارائه مدل و معادلات ديناميكي …………………………………………………………………………………… 26

پتانسيل …………………………………………………………………………………………………………… 33

بحث و تحليل ………………………………………………………………………………………………………… 39

نمودارها ………………………………………………………………………………………………………………. 42

فصل سوم

كيهانشناسي كوانتومي ………………………………………………………………………………………………. 45

تاريخچه مختصري از گرانش كوانتومي ………………………………………………………………………………… 47

فرمول بندي هاميلتوني در نسبيت عام …………………………………………………………………………………… 49

   انحناي بيروني ……………………………………………………………………………………………………… 50

   تابع لپس و بردار جابجايي …………………………………………………………………………………………… 51

   معادلات گوس- كودازي ……………………………………………………………………………………………….. 54

   هاميلتوني در نسبيت عام ……………………………………………………………………………………………… 57

كوانتش ………………………………………………………………………………………………………………….. 62

شرايط مرزي ……………………………………………………………………………………………………………… 63

فصل چهارم

بررسي گذار نشانگان متريك در كيهانشناسي كوانتومي ……………………………………………………………. 67

مسيرهاي كلاسيكي …………………………………………………………………………………………………… 69

حل ……………………………………………………………………………………………………………………. 72

بسته موج همدوس ……………………………………………………………………………………………………. 78

بدست آوردن ضريب …………………………………………………………………………………………………….. 80

نمودارها ………………………………………………………………………………………………………………….. 83

ضميمه 1 …………………………………………………………………………………………………………………. 87

ضميمه 2 …………………………………………………………………………………………………………………… 90

منابع ……………………………………………………………………………………………………………………. 96

چكيده

در اين پايان نامه مدلي مطرح شده است كه در آن در يك كيهانشناسي رابرستون- واكر با حضور ميدان نرده اي حقيقي خود برهم كنشي و متريك هاي تبهگن (كه در آن نشانگان متريك گذاري از اقليدسي به لورنتسي دارند) براي معادلات ميدان اينشتين حل هاي كاملاً هموار بدست مي آيد ضمناً تابع موج حاصل از معادلات ويلر- دويت براي هاميلتوني مدل ذكر شده در يك ابر فضاي خرد پيكهايي دارند كه بر مسيرهاي كلاسيكي منطبق مي باشند.

مقدمه

 آنگاه كه بشر متفكر، متوجه آسمان و اجرام بي شمار آن شد، آنگاه كه جهان اطراف را در نظمي تحيرانگيز يافت و خود را جزء كوچكي از اين كل شگفت، با طرح چيستي هستي، وجود و هر آنچه در آنست، اولين گام را در مسيري نهاد كه شايد آغاز تمام تحولات فكري و علمي پس از آن باشد.

اين سؤال كه جهان با همه جزئياتش، چگونه ايجاد شده؟ به سئوال اساسي فلسفه معروف است.

پاسخ اين سئوال كه زماني، صرفاً متفكران علوم عقلاني را به مبارزه مي‌طلبيد، در طي طريق مسير فكري بشر، به ناچار وارد عرصه‌هايي دقيق و علمي‌تر شد و بي شك امروزه سئوال اساسي كيهانشناسي است.

تاريخ تحول علمي و عقلاني، با نقاط عطفي همراه است كه شايد مهمترين آنها خلق كتاب اصول رياضي فلسفه طبيعت نيوتن و طرح نظريه‌هاي مکانیک کوانتمی و نسبيت خاص و عام اينشتين باشد.

نيوتن در كتاب اصول كه حاصل و منتج از تمام رصدها، آزمون‌ها و تلاشهاي علمي اسلاف پيش از او بود، رياضيات پيچيده حركت و نظريه گرانشي‌اش را مطرح كرد و نشان داد كه قانونهاي حاكم بر ديناميك اجرام آسماني، همانهايي است كه كنش‌هاي جرمهاي كوچك زميني را توضيح مي‌دهد. از ديد او زمان مفهومي مطلق داشت و براي همه ناظرها يكسان. اما قانونهاي او، علي‌رغم ميل نيوتن، براي مكان مفهومي نسبي قائل مي‌شدند(قانون اول). زمان و مكان در اين ديدگاه هيچ ارتباطي با هم نداشتند.

مدل كيهانشناسي نيوتن كه براساس نظريه گرانشي او سازماندهي شده بود، شايد اولين مدل علمي در اين زمينه باشد. جهان در اين مدل، داراي توزيعي يكنواخت از ماده، در فضايي نامحدود اقليدسي، ايستا اما ناپايدار بود.

         حدود دو قرن بعد، انقلاب ديگري رخ داد. نظريه نسبيت خاص اينشتين در سال 1905، بر مفهوم مطلق بودن زمان خط بطلان كشيد. بر اين اساس زمان وقوع يك رويداد از ديد ناظرهاي مختلف، متفاوت بود؛ همانطور كه مكان رويداد از ديد اين ناظرها تفاوت داشت.

فضا (مكان) و زمان كه پيش از اين دو مفهوم مجرد و جدا از هم بودند به عنوان دو جزء از يك مفهوم كلي، يعني فضازمان مطرح شدند. در اين نظريه ناظران در چارچوبهاي لخت درك يكساني از رويدادهاي اطراف داشتند، اما در فضازماني تخت.

ده سال پس از آن در سال 1915 اينشتين، اعلام كرد كه قانونهاي فيزيكي براي همه مشاهده‌گرها چه لخت و چه غير لخت يكسان‌اند، و در ناحيه كوچكي از فضازمان نمي‌توان بين سقوط ازاد يك جسم در ميدان گرانشي و حركت با شتاب يكنواخت در غياب ميدان گرانشي تفاوتي قائل شد.

همچنين توزيع ماده، تعيين كنندة هندسه فضازماني است كه خميده مي‌باشد. اين موضوعات تحت عنوان اصول، هموردايي كلي، هم ارزي و ماخ از مهمترين اصولي هستند كه تفكر نسبيت عام بر پايه‌هاي آنها ساخته شده است. از اين پس بود كه هندسه و ماده لازم و ملزوم هم شدند. اينكه آيا انرژي ممنتم، فضازمان را تحت تأثير قرار داده و موجد انحناي آن شده است يا تأثير انحناي فضازمان روي ماده، خودش را به شكل گرانش نشان مي‌دهد، ديگر دو برداشت از يك معنا بودند.]1[

معادلات میدان اينشتين اين ارتباط را در قالب فرمولي نشان داد. حل اين معادلات با در نظر گرفتن شرايط خاص مادي و هندسي، منجر به مدلهاي متعددي در توصيف جهان گرديد. به اين ترتيب كيهانشناسي نسبيتي – كلاسيكي خلق شد.

يكي از نتايج مهم نظريه نسبيت عام، پيش‌ بيني وجود نقاطي كه داراي چگالي زياد و نتيجتاً انحناي فضازمان بي‌نهايت‌اند، بود. تكينگي‌هاي موجود در مدلهاي استاندارد نسبيتي – كلاسيكي و سياه چاله‌ها مثالهائي از اين نقاط‌اند. قضاياي تكينگي در نسبيت عام كلاسيكي بوسيله پنروز و هاوكينگ اثبات شدند.

اين تكينگي كه در زمانهاي بسيار اوليه جهان به وقوع مي‌پيوندد، شروع جهان را از نقطه‌اي با ابعاد زير اتمي نشان مي‌دهد. نسبيت عام نظريه‌اي كلاسيكي است و در توصيف چنين نقاطي عاجز مي‌ماند.

پس بررسي چنين نقاطي نظريه‌اي كوانتمي را مي‌طلبد كه با گرانش (نسبيت عام) سازگار شده و قادر به تعيين شرايط اوليه حاكم بر حالتهاي نخستين جهان باشد.

تلاش براي ايجاد يك نظرية كامل و جامع كوانتم گرانشي كه در حد، با گرانش كلاسيكي هماهنگ باشد. از دهه 30 ميلادي، تقريباً پس از خلق نظريه مكانيك كوانتمي آغاز شد و تا امروز ادامه دارد.

در اين جستجو، يكي از مؤثرترين پيشنهادات در كوانتمي كردن گرانش، استفاده از روش كوانتش كانونيكي ديراك است، كه حالت كوانتمي سيستم توسط تابع موجي كه تابعيتي از متريكها و ميدانهاي مادي است بوسيله اعمال يك اپراتور هاميلتوني كه شامل بخش هندسي و مادي است، بدست مي‌آيد و منجر به معادله ديفرانسيلي درجه دومي از متريكها و مشتقات آنها مي‌شود. حل اين معادلات حالتهاي كوانتمي جهان را نشان مي‌دهد.

روش ديگر استفاده از انتگرال مسير فاينمن است كه در آن تابع حالت سيستم از جمع تاريخي كليه متريكهاي اقليدسي فضاي چهاربعدي كه مرزي بر فضاي سه بعدي لورنتسي دارند، حاصل مي‌گردد.]2[

بدين طريق يك گذار توپولوژيكي در هندسه فضا رخ مي‌دهد. اين روش در رفع مشكل تكنيگي و شرايط اوليه تا حدودي موفق بوده است.

روش ذكر شده اخير همراه با فرضيات ديگر دستمايه اين نوشته مي‌باشد كه در چهار فصل تنظيم شده است.

در فصل اول، كيهانشناسي نسبيتي، متريك رابرستون – واكر، مدلهاي استاندارد، موفقيتها و نقايص و برخي طرحها در رفع آنها مطرح شده است.

در فصل دوم مدلي پيشنهاد شده كه با يك زمينه كيهانشناسي رابرستون – واكر در حضور ميدانهاي حقيقي نرده‌اي خود برهم كنشي و با متريكهاي تبهگن و اعمال شرايط خاصي كه با انتخاب چارت ويژه‌اي حاصل مي‌گردد براي معادلات ميدان اينشتين جوابهائي كاملاً هموار بدست مي‌آوريم.در فصل سوم كيهانشناسي كوانتمي مورد نقد و بررسي قرار مي‌گيرد.

در فصل چهارم با استفاده از نتايج حاصل از فصل سوم، مدل مطرح شده در فصل دوم، در محدوده كوانتمي حل و تحليل شده است. در اين بررسي توابع موجي كه از حل معادله ويلر- دويت بدست مي‌آيند بر مسيرهاي كلاسيكي منطبق‌اند.

فصل اول

کیهانشناسی

در ريگودا يکی از کتابهای مقدس باستانی هندوستان آمده است:

«در آن زمان (زمانی که جهان هنوز ايجاد نشده بود)، نه چيزی وجود داشت، نه وجودی بود. در آن زمان نه فضايي بود نه آسمان بالايي در آن … مفهوم شب و روز بی‌معنی بود…. چگونه دامنه وجود به وقوع پیوست، چه کسی قادر به توصیف و بیان جزئيات آن است؟ چه کسی به وضوح اينرا می‌داند؟ ….»]3[

اين سئوالات که 1500 سال قبل از ميلاد مسيح مطرح شده‌اند، مشابه سئوالاتی است که کيهانشناسی در طول تاريخ با آن درگير بوده است.

هيچ شاخه‌ای از علم نمی‌تواند بيشتر از کيهانشناسی مدعی باشد که بزرگترين محدوده مطالعه را دارد. مطالعه جهان يعنی مطالعه همه چيزهايي که جهان را شامل می‌شود. بهمين دليل کيهانشناسی بطور ذاتی مورد توجه و جالب است، حتی برای شاعران، فيلسوفان و متفکران علوم ديگر. اما در تعريف امروزيش کيهانشناسی در واقع مطالعه ساختار بزرگ مقياس جهانی است که در فواصل ميليونها ميليون سال نوری گسترده شده است و مطالعه کيهانشناسی در واقع مطالعه ديناميکی و فيزيکی رفتار ميليونها ميليون کهکشانی است که اين جهان گسترده را پر کرده‌اند و بررسی تحول اين سيستم عظيم در طول ميليونها ميليون سال می‌باشد.

می‌بايست به اين جهان بزرگ مقياس به عنوان يک کل و سيستمی فيزيکی نگريست که وظيفه ما شناخت قانونهای حاکم بر ديناميک آن است.

 کيهانشناسی پيش نسبيتی

   در زمان ايزاک نيوتن، جهان خورشيد مرکزی کوپرنيک- گاليله- کپلر، مورد پذيرش قرار گرفته بود. بشربر سياره‌ای متوسط زندگی می‌کرد که حول ستاره‌ای با اندازه‌ای متوسط می‌چرخيد. ستاره‌ها مفهومی چون خورشيد ما داشتند و موقعيتی ثابت در جهانی ايستا.راه شيری تجمعی از ستاره‌های بی‌رمقی بودند که توسط تلسکوپ گاليله رويت می‌شدند. اما انسان هنوز در منظومه‌ای قرار داشت که مرکز جهان بحساب می‌آمد.

اولين نظريه گرانشی هنگامی مطرح شد که نيوتن کتاب اصول فلسفه طبيعت را در 1687 ميلادی منتشر کرد. با اين نظريه، نيوتن توانست قانونهای تجربی کپلر را توضيح دهد که در آنها سيارات در مدارهايي بيضوی می‌چرخند و خورشيد در يکی از کانونهای آن قرار دارد. اولين موفقيت اين نظريه پيش ‌بينی‌های صحيح در رويت دنباله‌دار هالی بود.]4[

در دوره ما نيز هنوز نظريه گرانشی نيوتن برای توصيف مکانيزم حرکت بسياری از سيارات و ماهواره‌ها کافيست. و در حد غير نسبيتی از نظريه گرانش نسبيتی اینشتين بدست می‌آيد و در اين محدوده همان تبيينی را از کيهانشناسی می‌دهد که گرانش نسبيتی دارد.

نيوتن، در سال 1691ميلادی بر اساس نظريه‌اش، کيهانشناسی خودش را فرموله کرد. از آنجائيکه همه اجسام جرمدار يکديگر را جذب می‌کنند، يک سيستم محدود از توزيع ستاره‌ها در ناحيه‌ای محدود از فضا، تحت جاذبه خودشان فروپاشيده می‌شوند. اما اين فروپاشی مشاهده نشد. نيوتن درپی جستجوی دليلی برای اين پايداری برآمد.ولی به اشتباه، نتيجه گرفت که خودگرانشی سيستم محدودی از ستاره‌ها که دارای توزيعی يکنواخت در فضايي نامحدودند، توسط جاذبه تعداد کافی از ستاره‌ها در خارج سيستم خنثی می‌شوند. اما تعداد کل ستاره‌ها نمی‌توانست نامحدود باشد چون باعث نامحدود شدن جاذبه‌شان می‌شد و جهان ايستا، ناپايدار می‌گشت. ضمناً بعدها مشخص شد که لايه‌های خارجی ماده تأثيری بر ديناميک درونی آن ندارند.

 

 متن کامل را می توانید دانلود نمائید چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

 

 

با فرمت ورد word

 

 

 

فایل ها برای اینکه حجم آنها پایینتر شود وراحتتر دانلود شوند با فرمت rar یا zip فشرده شده اند

برای دریافت پسورد فایل اینجا کلیک کنید

دانلود متن کامل پایان نامه كيهانشناسي و تغيير نشانگان متريك

 

مطالب مشابه را هم ببینید

141985615752731

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه ، تحقیق ، پروژه و مقالات دانشگاهی در رشته های مختلف است. مطالب مشابه را هم ببینید یا اینکه برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید فروش آرشیو پایان نامه روی دی وی دی

aca@

academicbooks@

پایان نامه لیزر 230 صفحه
دانلود تحقیق : بررسی سیر تحولات ستارگان
متن کامل پایان نامه سيستمهاي اندازه گيري پيشرفته
تحقیق:الکتریسیته جاری
تحقیق:نانو تكنولوژي