آشکارسازی ریسمان‌های کیهانی با استفاده از یادگیری ماشین
علیرضا وفایی صدر (دانشکده فیزیک دانشگاه شهید بهشتی)
چکیده: استفاده از علم داده و یادگیری ماشینی در کیهانشناسی روز به روز مورد اقبال بیشتری واقع شده است. به عنوان کاربردی از آنها می توان به تلاش برای آشکارسازی ریسمان‌های کیهانی اشاره کرد. در این ارایه، با مقدمه‌ای کوتاه از معرفی کلی و جایگاه این ابزار، دو روش یادگیری ماشینی و چگونگی استفاده از آنها در آشکارسازی ریسمان‌های کیهانی توضیح داده خواهد شد.
چکیده:هر مدلی که برای توصیف کیهان ارائه می‌شود، می‌بایست وجود ساختارهای بزرگ-مقیاس را در نظر داشته باشد. در این سخنرانی به منظور بررسی تشکیل ساختار غیرخطی در مدل گرانش تعمیم‌یافته (ماگ)، رمبش یک ساختار کروی فراچگال و چگونگی رشد یک اختلال را در تقریب میدان ضعیف این مدل بررسی می‌کنیم. به این منظور، ابتدا شتاب ذره‌ی آزمون در میدان ماگی یک ناحیه را محاسبه کرده و سپس رمبش کره‌ای را، که در ابتدا همگن بوده است، در زمینه‌ی ایستا بررسی می‌کنیم. نشان می‌دهیم که به دلیل وابستگی نیرو به مقیاس در مدل ماگ، چگالی ساختار ناهمگن شده و می‌تواند سرنخی برای تشکیل خودبخودی ساختارها در این مدل بدهد. پس از آن رمبش ساختار اختلالی در زمینه‌ی منبسط‌شونده را بررسی می‌کنیم و نشان می‌دهیم در مقیاسهای خیلی بزرگ در مقایسه با طول معیار ماگ (24 kpc) رفتار کره با تقریب خوبی مانند رفتار کره‌ی نیوتنی در حضور ماده تاریک است که نشان‌دهنده‌ی هم‌خوانی تشکیل ساختار در مقیاس بزرگ است. اما در مقیاسهای کم به دلیل وجود نیروی دافعه در ماگ در فواصل کم سرعت رمبش ساختار در این مدل کمتر است و ساختارهای کوچک-مقیاسِ کم‌تری در این مدل خواهیم داشت. خاصیت وابسته به مقیاس بودن و تشکیل کندتر ساختارهای کوچک در ماگ می‌تواند سرنخی برای مسئله‌ی جرم گمشده در ماگ به دست بدهد؛ چرا که ساختارهای کوچک مقیاس در ماگ دیرتر از مدل استاندارد رشد می‌کنند و احتمال رخ‌داد آنها حول کهکشان ما کمتر خواهد بود
Relativistic effects on galaxy number counts: gravitational waves and frame draggings
علیرضا اله یاری (دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف)
Abstract: A key probe to discriminate cosmological models is their bispectrum as non-Gaussian initial conditions are imprinted on the primordial bispectrum. However, it is known that the observed value of the galaxy number density is different than its primordial value by projection effects. In this talk, I will briefly review the formalism for these projection effects. I will then derive the bispectrum including vector (frame draggings) and gravitational wave perturbations. These vector and tensor modes are generated at second order. We show that the contribution of vectors and tensors is ~1 percent at redshift z=1 on scales ~300Mpc.
محمد علی گرجی (پژوهشکده نجوم پژوهشگاه دانش های بنیادی IPM)
Abstract: The so-called mimetic gravitational model has been recently suggested by Chamseddine and Mukhanov. In this talk, we will first introduce the model and some of its interesting cosmological features. We will then show that the model suffers from ghost instability and/or gradient instability at the level of perturbations. In the rest of the talk, we will discuss how a mimetic model with healthy perturbations can be achieved.
Professor Emeritus of physics, University of Missouri
Adjunct Professor of IPM and SUT
Abstract: The conceptual basis for a classical nonlocal generalization of Einstein’s theory of gravitation is presented. The framework of general relativity is enlarged by the introduction of a preferred frame field; then, history dependence is introduced. Nonlocality — in the sense of an influence (“memory”) from the past that endures — could be a natural feature of the universal gravitational interaction. Nonlocal gravity is formally analogous to the nonlocal electrodynamics of media. The nonlocal aspect of gravity can simulate dark matter. The implications of nonlocal gravity theory for the problem of dark matter in galaxies, clusters of galaxies, and cosmology are discussed.
مجتبی رئوف (پژوهشکده نجوم پژوهشگاه دانش های بنیادی IPM)
Abstract: Understanding galaxy formation and evolution is one of the most important subjects in observational astronomy and cosmology. It is now clear that galaxy evolution strongly depends on the environment in which galaxies reside. Clusters and groups of galaxies as largest gravitationally bound objects in the Universe, provide suitable environments for investigating the formation and evolution of galaxies. However, this is a coarse grain classification when it comes to the details of the environmental impact. In general, we study on the dynamical state of galaxy systems. There have been a number of studies dedicated to the identification of fossil galaxy groups, arguably groups with a relatively old formation epoch or in ultimate dynamical relaxation. In these groups, the brightest group galaxy lies in the bottom of the potential well of the dark matter halo. In this talk, I will try to show some recent finding relates to the properties of these types of groups in the numerical simulations and observations.
Probing the isotropy of the distribution of galaxy morphological types in the Local Universe
بهنام جوانمردی (پژوهشکده نجوم پژوهشگاه دانش های بنیادی IPM)
Abstract: Isotropy of the Universe is one of the two fundamental assumptions of the Cosmological Principle (CP) on which not only the standard model of cosmology but also many alternative models are based. According to the CP, the properties of the Universe are statistically similar no matter where we are and towards which direction we look at. However, the CP does not have to be taken for granted and it should be tested as the amount of extragalactic data across all the sky increases (thanks to many ground- and space-based surveys). In this talk, I will present the first probe of the isotropy of the distribution of the morphological types of galaxies out to around 200 Mpc.
Observational tests of MOdified Gravity (MOG) with rotation curves of dwarf galaxies and cluster Abell 1689 acceleration data
محمّد حسین ژولیده حقیقی (دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف )
به مکان جدید سمینار کیهان شناسی در ترم پاییز 96 توجه فرمایید
Abstract: Modified Gravity (MOG) is one alternative to General Relativity. It is able to explain the rotation curves of spiral galaxies and clusters of galaxies without including dark matter. In the weak-field approximation we have an effective gravitational potential that has two components: (i) Newtonian gravity with the gravitational constant enhanced by a factor (1+\alpha) and (ii) a Yukawa type potential that produces a repulsive force with length scale 1/(\mu). In this work we compare the rotation curves of dwarf galaxies in the LITTLE THINGS catalog with predictions of MOG. We find that the universal parameters of this theory, can fit the rotation curve of dwarf galaxies with a larger stellar mass to the light ratio compared to the nearby stars in the Milky Way galaxy. ( arXiv:1609.07851)
In the second part of my presentation I would to talk about cluster Abell 1689. The galaxy cluster system Abell 1689 has been well studied and yields good lensing and X-ray gas data. Modified gravity (MOG) is applied to the cluster Abell 1689 and the acceleration data is well fitted without assuming dark matter. Newtonian dynamics and Modified Newtonian dynamics (MOND) are shown not to fit the acceleration data, while a dark matter model based on the Navarro-Frenk-White (NFW) mass profile is shown to fit the acceleration data for the radial range r>200kpc. (arXiv:1611.05382)
چکیده: وجودماده تاریک کیهانی توسط داده های رصدی کیهان شناسی تأیید شده است. ولی همه شواهد موجود تنها بر اساس آثار گرانشی است. اگر موجودی با طبیعت صرفا گرانشی وجود داشته باشد، طبیعتا کاندید خوبی برای ماده تاریک خواهد بود.سیاهچاله های اولیه از اختلالات چگالی که در اثر افت و خیزهای کوانتومی خلأ درتورم ایجاد می شوند، به وجود می آیند. احتمال می رود این موجودات همان گمشده های مسأله ماده تاریک باشند.با استفاده از مشترک قراردادن طیف توانی که فراوانی سیاهچاله های اولیه (primordial black holes(PBH را به دست می دهد با طیف توانی که با استفاده از داده های رصدی و مدل های تورمی به دست آمده و توسط قیدهای رصدی مقید می شود، می توان فراوانی PBH را در طول موج های مختلف مقید نمود و دید بر اساس چه مدلهای کیهانشناسی می توان به فراوانیازPBH رسید که پاسخگوی مقدار ماده تاریک باشد. از طرفی قیدهای رصدی بازه محدودی از مقیاس را می پوشانند،اما هنوز می توان در بازه هایی به دنبال تأمین شدن فراوانی PBH باشیم. این بازه های آزاد در مقیاسهای خیلی کوچک قرار دارند. برای اینکهPBH به اندازه کافی در کیهان اولیه تولید شود، تا کاندیدای مورد قبولی برای مسأله ماده تاریک باشد، طیف اختلالات چگالی باید آبی باشد. در سناریوی تورم غلتش آرام تک میدانه، طیف توان اختلالات انحنا تقریبا مقیاس ناورداست. اما مسأله آبی بودن طیف ایجاب می کند که اندیس طیفی اختلالات اسکالر بزرگتر از 1 باشد که با نتایج اخیرPlanck ناسازگار است.ما از طرفی به دنبالمدلهایشکست مقیاس ناورداییهستیم که چنین انحراف هایی را در طیف توان ایجاد می کنند و از طرفی اگر بتوانیم در این بازه که از نظر رصدی برای ما تاریک است، شواهدی پیدا کنیم، هم نظریه های حامی تولیدPBH در این بازه های فرکانسی و هم ماده تاریک بودنPBH ها باهم حل می شوند. امواج گرانشی نویدبخش این حوزه از کیهان شناسی است. اگر بتوانیم بین مدلهای کیهان شناسی مورد نظرمان، وجودPBH و امواج گرانشی که تولید می شود ارتباط صحیحی برقرار کنیم، بر این چالش پیروز می شویم و خواهیم توانست مشخصات امواج گرانشی که با نظریه های ما سازگار باشد پیش بینی کنیم. در این رساله، درمورد شیوه های به دست آوردن فراوانی PBH، از طریق روش پرس ششتر و مدل قله ها بحث خواهد شد.
بررسی فیزیک کیهان اولیه با استفاده از ساختارهای بزرگ مقیاس کیهانی
Large Scale Structures as a probe of Early Universe Physics
محمّد انصاری فرد (دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف )
استاد راهنما: شانت باغرام استاد راهنمای همکار: حسن فیروزجاهی
به مکان و زمان نامتعارف جلسه توجه فرمایید
چکیده: رصد های تابش زمینه کیهانی تطابق خوبی را بین مدل استاندارد کیهان شناسی و داده های رصدی نشان می دهند. مدل استاندارد بر اساس ماده تاریک، ثابت کیهان شناسی و شرایط اولیه گاوسی و تقریبا مقیاس ناوردا ، بی دررو و همسانگرد تعریف شده است. در این میان جدایی از مقیاس ناوردایی طیف توان اولیه ، انگیزه ی نظری بسیار قوی در مدل های تورم دارد. علاوه بر آن این مدل ها توصیف بهتری از داده های تجربی ارائه می دهند ، اما این توصیف بهتر نسبت به تعداد پارامتر هایی که به مدل استاندارد کیهانشناسی اضافه می کنند ارزش چندان ندارد. اما هنوز اثر این مدل ها بر ساختار بزرگ مقیاس کیهان به خوبی بررسی نشده است. در این پایان نامه ، به بررسی این مدل های تورمی و اثر آن روی مشاهده پذیر های ساختار های بزرگ مقیاس کیهانی می پردازیم. به عنوان نمونه ، سه مدل پتانسیل پله ای ، نوسانات لوگاریتمی و همچنین نوسانات خطی را روی طیف توان به عنوان نماینده ای از این مدل ها در نظر گرفته ایم و اثر این مدل ها را روی طیف توان ماده ، آمار هاله ها ، طیف توان همگرایی گرانشی تابش زمینه کیهان را حساب کرده ایم.
