Weyl yerçekim kuramı'nın kozmolojik incelenmesi

Abstract

Temeli Einstein Genel Görelilik Kuramı'na dayanan ve kozmolojinin standart modeli olarak kabul gören ΛCDM modele göre evrenin yaklaşık %68'i karanlık enerjiden, %27'si ise karanlık maddeden oluşmaktadır. Elektromanyetik etkileşmelerle gözlenebilir madde oranı ise %5'i geçmemektedir. Bu haliyle evren, ΛCDM modeli baz alındığında, hala gizemini korumaktadır. Ayrıca Hubble sabitinin erken ve geç evren verilerine göre hesaplanmasında ortaya çıkan tutarsızlıkların boyutu, yeni model arayışlarını cazip hale getirmiştir. Genel Görelilik Kuramı'na alternatif olarak çalışılan f(R) Yerçekimi Kuramı ve Weyl Yerçekimi Kuramı'nın kozmolojik ölçekte, bahsi geçen problemlere çözüm arayışı bu tezin temel gayesi olmuştur. Kozmik Mikrodalga Arka Alan Işıması sıcaklık dalgalanmalarında gözlemlenen anizotropiyi açıklamak amacıyla elipsoidal evren modeli seçilmiştir. Alan denklemlerini elde ederken tek yönlü dönme simetrisine sahip LRS Bianchi Tip I metriği kullanılmıştır. Weyl Yerçekim Kuramı'nın alan denklemlerinde yüksek mertebeden türevli terimler çözüm bulmayı zorlaştırmış olup, yönümüzü f(R) Yerçekim Kuramı'na çevirmemize sebep olmuştur. f(R) Yerçekim Kuramı'nın alan denklemlerinin çözümü olarak gelen H^2 denklemi, evrende karanlık enerji, madde, radyasyon ve anizotropinin genişlemeye etkilerini inceleyebileceğimiz bir form haline gelmiştir. Bu teori kapsamında elde ettiğimiz bu modele γδCDM model ismini verdik. Nümerik yöntemlerle CC, CC+CMB, CC+CMB+BAO ve CC+CMB+BAO+SnIa veri setlerini kullanarak modeli analiz ettik. Sonucunda ΛCDM modelden farklı olarak, γδCDM modelde çok küçük miktarlarda karanlık enerji yoğunluğu Ω_e0'ın evrenin genişlemesine olan katkısının ΛCDM model ile neredeyse aynı olabileceğini gösterdik. γδCDM modeldeki efektif karanlık enerji yoğunluğu Ω_e0⁄b_γ ve efektif madde yoğunluğu Ω_m0⁄b_b3 değerlerinin, ΛCDM modeldeki karanlık enerji yoğunluğu ve madde yoğunluğu değerlerine çok yakın oldukları sonucuna vardık. Ayrıca γδCDM modelde farklı veri setlerinin analiz sonuçlarından elde edilen Hubble sabitinin en iyi uyum değerinin birbirleriyle uyumlu olduğunu gösterdik. γδCDM modelde karanlık enerji yoğunluğu Ω_e0'ın evrenin enerji kümesinin yalnızca yüzde birkaçı oldugunu söyledik. Bu kadar düşük bir değerin karadeliklerin kozmolojik çiftlenimiyle ilişkilendirilebileceği yorumunu yaptık. Bu manada γδCDM modelden elde edilen bu sonuçların, alternatif yerçekimi modellerinde kozmoloji literatürüne katkısı olmuştur.