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2020-01-15Dissertation DOI: 10.18452/21024
Cosmological Singularity Resolution
dc.contributor.authorBramberger, Sebastian
dc.date.accessioned2020-01-15T13:45:42Z
dc.date.available2020-01-15T13:45:42Z
dc.date.issued2020-01-15none
dc.identifier.urihttp://edoc.hu-berlin.de/18452/21787
dc.description.abstractDas Standardmodell der Kosmologie stellte sich in den letzten Jahrzehnten, trotz immer genauerer experimenteller Tests, als sehr robust heraus. Darüber hinaus schaffen ekpyrotische und inflationäre Theorien eine Grundlage um viele konzeptuelle Probleme des frühen Universums zu lösen. Dennoch bleiben viele Fragen unbeantwortet. So ist es in inflationären Theorien schwierig präzise Vorhersagen zu treffen so lange die ewige Inflation nicht besser verstanden wird. Auf der anderen Seite haben ekpyrotische Theorien Schwierigkeiten den Übergang zwischen kontrahierenden und expandierenden Phasen - den so-genannten kosmischen Rückprall - zu erklären. Zudem beschreibt keine der beiden Theorien den Ursprung von Allem und beinhalten kosmologische Singularitäten. Hier stellen wir Denkansätze bereit um diese Unklarheiten näher zu beleuchten. Im ersten Teil der Arbeit konstruieren wir klassische, singularitätenfreie Rückprälle in der generellsten geschlossenen, homogenen aber anisotropischen, Raumzeit. In dem längeren, zweiten Teil beschäftigen wir uns mit den Konsequenzen auf die Kosmologie, die eine konsistente, semiklassische Quantisierung mit sich bringt. Unsere Methoden, die auf Feynmans Summe über Pfade basiert, offenbart neue und interessante Phänomene des frühen Universums. Unter anderem konstruieren wir numerische Lösungen, in denen das Universum vor dem Erreichen einer Singularität in einen anderen Zustand tunnelt. Damit lösen wir zum aller ersten Mal kosmologische Singularitäten ohne den Einsatz von extravaganter Physik auf.ger
dc.description.abstractIn the face of ever more precise experiments, the standard model of cosmology has proven to be tremendously robust over the past decades. Inflation or ekpyrosis provide a basis for solving some of its remaining conceptual issues - they are a beautiful and natural simplifi- cation to our understanding of the universes early history; yet they leave many questions unanswered and raise new problems. For example, inflationary theories fail to be predictive as long as eternal inflation is not better understood. At the same time, ekpyrotic theories struggle to explain the transition from a contracting to an expanding phase - the so-called bounce. Both of them lack any understanding or description of the origin of everything and contain cosmological singularities. Here, we provide concrete steps towards shedding a light on these mysteries. The overarching theme that guides most chapters in this thesis is how to deal with cosmological singularities and whether they can be resolved without invoking extraordinary physics. In the first part, we construct classically non-singular bounces in the most general closed, homogeneous but anisotropic space-time. In the second part we analyze the effect of introducing quantum mechanics semi-classically to cosmology and show that quantum effects are helpful in resolving cosmological singularities. We demonstrate that anisotropies do not hinder the universe’s creation from nothing. Furthermore, we construct numerical solutions in which the universe tunnels to a different state before reaching a singularity. With that, we resolve for the first time cosmological singularities without the use of extravagant physics.eng
dc.language.isoengnone
dc.publisherHumboldt-Universität zu Berlin
dc.rights.urihttp://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
dc.subjectKosmologieger
dc.subjectFrühes Universumger
dc.subjectQuantum Kosmologieger
dc.subjectKlassische Rückprälleger
dc.subjectCosmologyeng
dc.subjectEarly universeeng
dc.subjectClassical bounceseng
dc.subjectQuantum cosmologyeng
dc.subject.ddc539 Moderne Physiknone
dc.titleCosmological Singularity Resolutionnone
dc.typedoctoralThesis
dc.identifier.urnurn:nbn:de:kobv:11-110-18452/21787-2
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.18452/21024
dc.date.accepted2019-12-19
dc.contributor.refereeNicolai, Hermann
dc.contributor.refereeKiefer, Claus
dc.contributor.refereeHohm, Olaf
dc.subject.rvkUS 2500
dc.subject.rvkUS 2400
local.edoc.pages232none
local.edoc.type-nameDissertation
dc.title.subtitleClassical and Quantum Approachesnone
bua.departmentMathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultätnone

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