Loading...

The Origin of Angular Momentum in Cosmological Structures

Ebrahimian, Ehsan | 2022

302 Viewed
  1. Type of Document: Ph.D. Dissertation
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 55467 (04)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Physics
  6. Advisor(s): Abolhassani, Ali Akbar
  7. Abstract:
  8. Explaining the angular momentum of the cosmological structures is an essential part of the structure formation theory, and it is not fully understood yet. The Tidal Torque Theory (TTT) is the standard explanation of the initial angular momentum of the halos based on the gravitational instability picture. It predicts the angular momentum growth with linear approximation and has been confirmed for linear stages of proto-halos, but the final halo is a highly non-linear object. Nonlinear effects are hard to model, however, we propose a new mechanism for the nonlinear evolution of the halos. We suggest that when two halos pass by each other, their angular momentum changes with a similar mechanism to the tidal locking, so we dubbed it Tidal Locking Theory (TLT). We argue that the TTT is responsible for the initial angular momentum of the halos, and TLT is responsible for the spin evolution of the dark matter halos. We model this effect and examine our scenario with dark matter simulations. By using the TNG50-1-Dark simulation we show that the initial direction of the dark matter halos, follows the TTT prediction, but in lower redshifts, the spin aligns with the TLT prediction. By using the Illustris-1-Dark, we show that the evolution of the spin of dark matter halos agrees with the TLT prediction. We think that the Tidal locking Theory can give a viable explanation for the spin-LSS alignment of the dark matter halos.
  9. Keywords:
  10. Angular Momentum ; Large Scale Structure ; Dark Matter Halo ; Spin-Large Scale Structure (LSS)Alignment ; Cosmological Structure Formation

 Digital Object List

 Bookmark

  • مقدمه
  • کیهان شناسی زمینه
    • مشاهدات
      • انبساط کیهان
      • تابش زمینه کیهانی
      • فراوانی عناصر
    • اصل کیهان‌شناختی: همگنی و همسانگردی
      • تعمیم اصل کوپرنیک
      • شواهد رصدی
    • متریک فریدمان-رابرتسون-واکر
      • ناظر همراه، قانون هابل و حرکت ویژه
      • انتشار نور در کیهان و انتقال به سرخ کیهانی
      • انرژی به کجا می‌رود؟
      • فاصله قطر زاویه‌ای و فاصله درخشندگی
    • دینامیک کیهان و معادلات فریدمان
      • حل‌های خاص معادلات فریدمان
      • معادلات فریدمان در مختصات نرمال فرمی
    • تاریخچه گرمایی کیهان
      • بازترکیب
      • واجفتیدگی و تابش زمینه کیهانی
    • مدل استاندارد کیهان‌شناسی
      • مشکل تختی و مشکل افق
      • تورم
  • اختلالات کیهانی
    • حد نیوتونی اختلالات کوچک
      • تقریب زلدوویچ
    • نظریه نسبیتی اختلالات
      • انتخاب پیمانه
      • معادلات حرکت
      • معادله بولتزمان
    • تورم به عنوان بذر اولیه تشکیل ساختار
    • تحول اختلالات و تابع تبدیل خطی
    • آمار اختلالات
  • تشکیل ساختارهای غیر خطی
    • رمبش کروی
    • تعداد هاله‌های رمبش کرده: رابطه پرس-شکتر
    • نظریه گشت
    • ادغام هاله ها
    • شبکه کیهانی
    • شبیه‌سازی‌های کیهان‌شناسی
      • شبیه سازی‌های ایلاستریس
  • همگرایی گرانشی
    • خمیدگی نور در میدان گرانشی
    • عدسی گرانشی جرم نقطه‌ای
    • عدسی گرانشی جرم گسترده
      • حلقه اینشتین و چگالی سطحی آستانه
      • عدسی گرانشی توزیع همدما
    • همگرایی گرانشی ضعیف و اختلالات ماده
  • تکانه زاویه‌ای هاله‌های ماده تاریک
    • شرایط اولیه در برابر تصویر ناپایداری گرانشی
    • محاسبه نظریه خطی برای ناپایداری گرانشی
    • نظریه گشتاور کشندی و تکانه زاویه‌ای اولیه
    • پیش‌بینی TTT برای اندازه هاله‌ها
    • نظریه قفل گرانشی
    • پیش‌بینی TLT و TTT برای جهت‌گیری اسپین هاله‌ها
      • روش بررسی اثر TLT در شبیه‌سازی
      • روش بررسی TTT در شبیه‌سازی
      • نتایج شبیه‌سازی TNG50
    • تحول تکانه زاویه‌ای هاله‌ها در اثر TLT
      • روش بررسی در شبیه‌سازی
      • نتایج در شبیه‌سازی Illustris Dark-1
    • جمع‌بندی و کارهای پیش رو
  • مختصات نرمال
    • مختصات نرمال ریمان
    • مختصات نرمال فرمی
  • گاوسی بودن یک میدان
    • گاوسی آماری
    • توزیع نوسانگر هماهنگ
    • میدان گاوسی
...see more