Gradienttiekspansion sovelluksia primordiaalisten mustien aukkojen synty primordiaalisista perturbaatioista

There have been a few observations in cosmology in recent decades that do not fit our theories well. We detect the existence of dark matter for example by gravitational lensing, but we do not know what it consists of in microscopic scale and there is a chance that we have discovered more black holes...

Täydet tiedot

Bibliografiset tiedot
Päätekijä: Vastamaa, Jesse
Muut tekijät: Faculty of Sciences, Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Department of Physics, Fysiikan laitos, University of Jyväskylä, Jyväskylän yliopisto
Aineistotyyppi: Pro gradu
Kieli:fin
Julkaistu: 2024
Aiheet:
Linkit: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/95812
_version_ 1828193032765177856
author Vastamaa, Jesse
author2 Faculty of Sciences Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Department of Physics Fysiikan laitos University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_facet Vastamaa, Jesse Faculty of Sciences Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Department of Physics Fysiikan laitos University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto Vastamaa, Jesse Faculty of Sciences Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Department of Physics Fysiikan laitos University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_sort Vastamaa, Jesse
datasource_str_mv jyx
description There have been a few observations in cosmology in recent decades that do not fit our theories well. We detect the existence of dark matter for example by gravitational lensing, but we do not know what it consists of in microscopic scale and there is a chance that we have discovered more black holes in the universe than theories are predicting. The uncertainty rises from the imperfection of simulations. We usually think of a black hole as being born from the collapse of a star, but if they could arise from a strong energy density fluctuations in the radiation dominated universe (= primordial black hole), they could explain part of both problems. However, we do not know about their existence yet. \par In my thesis, I calculate Einstein's equations for a spherically symmetric metric and make use of the long wavelength approximation to describe an overdensity in an arbitrary point in space which can give birth to a primordial black hole. In addition, I familiarize myself with perturbations created from inflation and derive the theory of how to get the magnitude of overdensity from them for the formation of a primordial black hole. Finally, I calculate an example mass of the primordial black hole and the corresponding abundance at the time of birth, based on a chosen model. By comparing the result with dark matter abundance, we get an estimate for the amount of Primordial black holes in the universe in the chosen model. Kosmologiassa on saatu joitakin havaintoja viime vuosikymmenten aikana, jotka eivät sovi hyvin teorioihimme. Havaitsemme pimeän aineen olemassaolon muun muassa gravitaatiolinssien avulla, mutta emme tiedä, mistä se mikroskooppisesti koostuu ja on mahdollista, että olemme myös havainneet enemmän mustia aukkoja maailmankaikkeudessa kuin teoriat ennustavat. Epävarmuuteen vaikuttaa paljon mallinnusten puutteellisuus. Ajattelemme yleensä mustan aukon syntyvän tähden romahduksesta, mutta jos niitä voisi syntyä voimakkaista energiatihentymistä säteilyn dominoivassa maailmankaikkeudessa (= primordiaalinen musta aukko), ne voisivat selittää osan molempia ongelmia. Emme kuitenkaan vielä tiedä niiden olemassaolosta.\par Tutkielmassani lasken Einsteinin yhtälöt pallosymmetriselle metriikalle ja gradienttiekspansoin ne, jotta voin kuvata avaruuden mielivaltaisen pisteen ylitihentymää, joka voi synnyttää primordiaalisen mustan aukon. Lisäksi tutustun inflaation synnyttämiin perturbaatioihin ja esittelen, kuinka niistä saadaan ylitihentymän suuruus primordiaalisen mustan aukon syntymiselle. Lopuksi saan laskettua esimerkin primordiaalisen mustan aukon massalle ja sen massaisten primordiaalisten mustien aukkojen määrän syntyhetkellä pohjaten valittuun malliin. Vertaamalla tulosta pimeään aineeseen, saamme arvion paljonko tämän massaisia primordiaalisia mustia aukkoja olisi maailmakaikkeudessa mallin mukaan.
first_indexed 2024-09-11T08:49:42Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Nurmi, Sami", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Vastamaa, Jesse", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2024-06-12T11:43:42Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2024-06-12T11:43:42Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2024", "language": null, "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/95812", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "There have been a few observations in cosmology in recent decades that do not\nfit our theories well. We detect the existence of dark matter for example\nby gravitational lensing, but we do not know what it consists of in microscopic scale and there is a chance that we have\ndiscovered more black holes in the universe than theories\nare predicting. The uncertainty rises from the imperfection of simulations. We usually think of a black hole as being born from the collapse of a star,\nbut if they could arise from a strong energy density fluctuations in the radiation dominated universe (= primordial black hole), they could explain part of both problems. However, we do not know about their existence yet. \\par\n In my thesis, I calculate Einstein's equations for a spherically symmetric metric and make use of the long wavelength approximation to describe an overdensity in an arbitrary point in space which can give birth to a primordial black hole. In addition, I familiarize myself with perturbations created from inflation and derive the theory of how to get the magnitude of overdensity from them for the formation of a primordial black hole. Finally, I calculate an example mass of the primordial black hole and the corresponding abundance at the time of birth, based on a chosen model. By comparing the result with dark matter abundance, we get an estimate for the amount of Primordial black holes in the universe in the chosen model.", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "Kosmologiassa on saatu joitakin havaintoja viime vuosikymmenten aikana, jotka eiv\u00e4t\nsovi hyvin teorioihimme. Havaitsemme pime\u00e4n aineen olemassaolon muun muassa \ngravitaatiolinssien avulla, mutta emme tied\u00e4, mist\u00e4 se mikroskooppisesti koostuu ja on mahdollista, ett\u00e4 olemme my\u00f6s\nhavainneet enemm\u00e4n mustia aukkoja maailmankaikkeudessa kuin teoriat\nennustavat. Ep\u00e4varmuuteen vaikuttaa paljon mallinnusten puutteellisuus. Ajattelemme yleens\u00e4 mustan aukon syntyv\u00e4n t\u00e4hden romahduksesta,\nmutta jos niit\u00e4 voisi synty\u00e4 voimakkaista energiatihentymist\u00e4 s\u00e4teilyn dominoivassa\nmaailmankaikkeudessa (= primordiaalinen musta aukko), ne voisivat selitt\u00e4\u00e4 osan\nmolempia ongelmia. Emme kuitenkaan viel\u00e4 tied\u00e4 niiden olemassaolosta.\\par\nTutkielmassani lasken Einsteinin yht\u00e4l\u00f6t pallosymmetriselle metriikalle ja\ngradienttiekspansoin ne, jotta voin kuvata avaruuden mielivaltaisen pisteen\nylitihentym\u00e4\u00e4, joka voi synnytt\u00e4\u00e4 primordiaalisen mustan aukon. Lis\u00e4ksi tutustun inflaation\nsynnytt\u00e4miin perturbaatioihin ja esittelen, kuinka niist\u00e4 saadaan ylitihentym\u00e4n\nsuuruus primordiaalisen mustan aukon syntymiselle. Lopuksi saan laskettua esimerkin\nprimordiaalisen mustan aukon massalle ja sen massaisten primordiaalisten mustien aukkojen m\u00e4\u00e4r\u00e4n syntyhetkell\u00e4 pohjaten valittuun malliin. Vertaamalla tulosta pime\u00e4\u00e4n aineeseen, saamme arvion paljonko t\u00e4m\u00e4n massaisia primordiaalisia mustia aukkoja olisi maailmakaikkeudessa mallin mukaan.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Miia Hakanen (mihakane@jyu.fi) on 2024-06-12T11:43:41Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2024-06-12T11:43:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2024", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "69", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "primordiaalinen musta aukko", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "primordiaaliset perturbaatiot", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "gradienttiekspansion sovellus", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "primordiaalisten mustien aukkojen massa ja m\u00e4\u00e4r\u00e4", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Gradienttiekspansion sovelluksia : primordiaalisten mustien aukkojen synty primordiaalisista perturbaatioista", "language": "", "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-202406124579", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Physics", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Fysiikan laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Theoretical Physics", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Teoreettinen fysiikka", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4024", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "maailmankaikkeus", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "mustat aukot", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "suhteellisuusteoria", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "kosmologia", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "teoriat", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "fysiikka", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_95812
language fin
last_indexed 2025-03-31T20:02:57Z
main_date 2024-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2024
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/77557ff2-c15a-410b-960a-deddd38e6db6\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-202406124579.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2024
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Vastamaa, Jesse Gradienttiekspansion sovelluksia : primordiaalisten mustien aukkojen synty primordiaalisista perturbaatioista primordiaalinen musta aukko primordiaaliset perturbaatiot gradienttiekspansion sovellus primordiaalisten mustien aukkojen massa ja määrä Theoretical Physics Teoreettinen fysiikka 4024 maailmankaikkeus mustat aukot suhteellisuusteoria kosmologia teoriat fysiikka
title Gradienttiekspansion sovelluksia : primordiaalisten mustien aukkojen synty primordiaalisista perturbaatioista
title_full Gradienttiekspansion sovelluksia : primordiaalisten mustien aukkojen synty primordiaalisista perturbaatioista
title_fullStr Gradienttiekspansion sovelluksia : primordiaalisten mustien aukkojen synty primordiaalisista perturbaatioista Gradienttiekspansion sovelluksia : primordiaalisten mustien aukkojen synty primordiaalisista perturbaatioista
title_full_unstemmed Gradienttiekspansion sovelluksia : primordiaalisten mustien aukkojen synty primordiaalisista perturbaatioista Gradienttiekspansion sovelluksia : primordiaalisten mustien aukkojen synty primordiaalisista perturbaatioista
title_short Gradienttiekspansion sovelluksia
title_sort gradienttiekspansion sovelluksia primordiaalisten mustien aukkojen synty primordiaalisista perturbaatioista
title_sub primordiaalisten mustien aukkojen synty primordiaalisista perturbaatioista
title_txtP Gradienttiekspansion sovelluksia : primordiaalisten mustien aukkojen synty primordiaalisista perturbaatioista
topic primordiaalinen musta aukko primordiaaliset perturbaatiot gradienttiekspansion sovellus primordiaalisten mustien aukkojen massa ja määrä Theoretical Physics Teoreettinen fysiikka 4024 maailmankaikkeus mustat aukot suhteellisuusteoria kosmologia teoriat fysiikka
topic_facet 4024 Teoreettinen fysiikka Theoretical Physics fysiikka gradienttiekspansion sovellus kosmologia maailmankaikkeus mustat aukot primordiaalinen musta aukko primordiaaliset perturbaatiot primordiaalisten mustien aukkojen massa ja määrä suhteellisuusteoria teoriat
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/95812 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-202406124579
work_keys_str_mv AT vastamaajesse gradienttiekspansionsovelluksiaprimordiaalistenmustienaukkojensyntyprimordiaalisis