Değişken kozmolojik sabite sahip evren modellerinde, parçacık ve olay ufkunun incelenmesi
Investigation of particle and event horizon in universe models with variable cosmological constant
Yazar: İBRAHİM ONUR TÜFEKCİ
Danışman: DOÇ. DR. AHMET MECİT ÖZTAŞ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Modern evren modelleri çalışmalarında önemli bir role sahip karanlık enerji ve karanlık madde kavramları kozmoloji araştırmalarında öncelik verilmesi gereken ve büyük önem arz eden konulardır. Gözlemlerle uyuşan doğru modellerin oluşturulmasında karanlık enerjinin hesaba katılması bugün artık yadsınamaz bir gerçek ve zorunluluktur. Karanlık Enerji ile ilişkilendirilebilen kozmolojik sabitin büyüklüğü, homojen ve izotropik evren modellerinde zamansal davranışı tüm bu gerçeklerin ışığında aydınlatılması gereken bir konudur. Bu tez çalışmasında, genişleyen homojen ve izotropik bir evren için Einstein alan denklemlerinin çözümü olan Friedmann denklemleri kullanılarak evrenin yapısının
anlaşılmasında önemli bir yer tutan parçacık ve olay ufkunun, ayrıca bu ufukların zamana göre değişimleri incelenmiştir. Ayrıca, evrenin başlangıçtan sonuna kadar geçen süredeki davranışının incelenebilmesi için Friedmann denklemleri kullanılarak üç farklı model önerilmiştir. Bu tez çalışmasının temelinde Einstein tarafından Friedmann denklemlerine eklenen kozmolojik sabitin değişken olma olasılığının önerilmesi bulunmaktadır. Kozmolojik sabitin değişken olma olasılığı konusunda pek çok bilimsel yayın bulunmakta ve bilimsel çevrelerde kabul görmektedir. Bu tezde ilk kez, değişken kozmolojik sabit modeli parçacık ve olay ufku hesaplarında ve onların evirilmesinin
hesaplarında kullanılmıştır. Tezdeki hesaplamaların sonucunda kozmolojide farklı tartışmaların konusu olan büyük patlama ve büyük çöküş kavramlarının açıklanmasında değişken kozmolojik sabit önerisinin her iki kavramı da birleştirebileceği sonucuna varılmıştır. Üstelik önerilen modelin hesaplamalarında kullanılan kozmolojik yoğunluk parametreleri gözlemlerden bulunan ve günümüzde geçerli olan güncel yoğunluk parametreleri ,0=0,70, m,0=0,25 ve k,0=0,05 olarak alındığından modelimizin gözlemlerle uyumlu sonuçlar verdiği görülmüştür. Tezin sonuç bölümünde her bir değişken kozmolojik sabit modelinden elde edilen sonuca karşılık gelen evren modeli tartışılmıştır ve ele alınan modellerden iki tanesinin büyük çöküş senaryosunu öngördüğü bulunmuştur. Bu sonuçların kozmoloji araştırmalarında önemli yer tutan karanlık enerjinin uzaysal ve zamansal açıdan davranışı çalışmalarına ışık tutacağı beklenmektedir.

Abstract:
The concepts of dark energy and dark matter, which have an important role in the work of the modern universe models are issues that should be given priority in cosmology researches. It is an undeniable fact and necessity to take into account the dark energy for the construction of the correct models that match the observations. The magnitude of the cosmological constant that can be associated with the dark energy, and its temporal behavior in homogeneous and isotropic universe models are the issues that need to be illuminated in the light of all these facts. In this thesis, by using Friedmann equations which are the solutions of Einstein's field equations for an expanding homogeneous and isotropic universe, the behavior of particles and event horizons, which have an important place in understanding the structure of the universe, and also the change of these horizons with respect to time is examined. In addition, three different models are proposed using Friedmann equations in order to examine the behavior of the universe from the beginning to the end. The basis of this thesis is that the cosmological constant added to Friedmann equations by Einstein is variable. There are many recent studies considering the possibility of a varying cosmological constant and it is commonly accepted in scientific community. In this thesis, the varying cosmological constant model is firstly used in calculations of particle and event horizons, and also in their evolutions. As a result of the calculations in the thesis, it is obtained that the varying cosmological constant assumption can associate two concepts, such as big bang and big crunch, which are the subject of different debates in cosmology. Moreover, it is found that the proposed model is consistent with the observations because the cosmological density parameters used in the model are taken as the values that are the results of observations as the present day values
,0=0,70, m,0=0,25 ve k,0=0,05. In the conclusion section of the thesis, each universe model corresponding to each varying cosmological constant model is discussed and it is found that the two of the models considered gives the prediction of a big crunch scenario. It is expected that the results will shed light on the studies of spatial and temporal behavior of dark energy which has an important place in cosmology researches.