Simulation of Structure Formation in The Presence of Fuzzy Dark Matter Using Gevolution Code<br/>

Ebrahimi, Mohammad Reza; Abolhasani, Ali Akbar

Please enable javascript in your browser.

Simulation of Structure Formation in The Presence of Fuzzy Dark Matter Using Gevolution Code

Ebrahimi, Mohammad Reza | 2023

69 Viewed

Type of Document: M.Sc. Thesis
Language: Farsi
Document No: 56053 (04)
University: Sharif University of Technology
Department: Physics
Advisor(s): Abolhasani, Ali Akbar
Abstract:
n this thesis, the formation of cosmic structures in the presence of fuzzy dark matter (FDM) is investigated using the Gevolution code. In the FDM model, dark matter is composed of ultralight bosons. In fact, the mentioned bosons are the remnants of a scalar field present in the early universe. Simulations of structure formation in the presence of FDM that have been carried out so far (for example with Gadget and RAMSES) are based on Newtonian gravity, which have a number of limitations. The Gevolution code is an N-Body simulation that, unlike other existing simulations, is based on General Relativity, which can lead to interesting results. In fact, in this simulation, the weak field limit in General Relativity is looked at and metric degrees of freedom are calculated. Other advantages of Gevolution code are higher simulation speed and less hardware limitations. In addition, in this code, a number of theories can be studied that are not well defined in the Newtonian limit and become meaningful in General Relativity
Keywords:
Dark Matter ; Cosmology ; Universe Large-Scale Structure ; Cosmological Structure Formation ; Fuzzy Dark Matter (FDM) ; Gevolution Simulation

Digital Object List

محتواي کتاب
view

Bookmark

پیش‌گفتار
مقدمه‌ای بر مدل استاندارد کیهان‌شناسی
- اصول کیهان‌شناسی
- عالم در حال انبساط
- متریک و هندسه عالم
- نسبیت‌عام
- معادلات فریدمان و تحول زمینه
نظریه اختلالات کیهانی
- اختلالات متریک
  - دسته بندی اختلالات
  - مشکل پیمانه
  - تبدیلات پیمانه‌ای
  - متغیرهای پیمانه ناوردا
- اختلالات تانسور انرژی- تکانه
  - تبدیل پیمانه‌ای
  - متغیرهای پیمانه ناوردا
- ثابت‌کردن پیمانه
- معادلات تحول خطی شده
  - پایستگی انرژی-تکانه مختل شده
  - تانسور اینشتین مختل شده
  - معادلات میدان اینشتین مختل شده
- تحول اختلالات
  - تحول اختلالات ماده‌ی غیرنسبیتی
  - تحول اختلالات ماده‌ی فوق نسبیتیUltra-relativistic
ماده تاریک
- ماده تاریک
  - شواهد
- چالش‌های مدل CDM
  - مسئله قمر‌های گمشدهMissing satellites problem
  - مسئله تیزی-هستهCore/Cusp problem
- ماده تاریک فازی
  - کنش میدان اکسیون
  - معادله حرکت میدان اکسیون
  - تحول میدان اکسیون
آشنایی با شبیه‌سازی‌های N -ذره‌ای
- شبیه‌سازی N -ذره‌ای
  - سیستم معادلات ولاسوف-پواسونVlasov-Poisson
  - تکینک N -ذره‌ای
  - محاسبه نیرو
  - شرایط اولیه
  - گام زمانی
  - نحوه عملکرد کلی شبیه‌سازی‌ها
شبیه‌سازی Gevolution
- مقدمه
- متریک و معادلات اینشتین
- معادلات اینشتین در حد میدان ضعیف
- تانسور انرژی -تکانه و معادلات ژئودزیک برای آنزامبلی از ذرات
- نحوه عملکرد کد
پیاده‌سازی مدل ماده تاریک فازی در کد Gevolution
- مدل ماده تاریک فازی
- اختلالات
- پیاده‌سازی مدل
  - پیاده‌سازی تانسور انرژی-تکانه‌ی ماده تاریک فازی
  - پیاده‌سازی دینامیک ماده تاریک فازی
  - شرایط اولیه
- خروجی کد
  - طیف توان ماده
  - برش‌هایی از جعبه‌ی شبیه‌سازی
- نتیجه‌گیری و کارهای پیش‌رو
پیش‌گفتار
مقدمه‌ای بر مدل استاندارد کیهان‌شناسی
- اصول کیهان‌شناسی
- عالم در حال انبساط
- متریک و هندسه عالم
- نسبیت‌عام
- معادلات فریدمان و تحول زمینه
نظریه اختلالات کیهانی
- اختلالات متریک
  - دسته بندی اختلالات
  - مشکل پیمانه
  - تبدیلات پیمانه‌ای
  - متغیرهای پیمانه ناوردا
- اختلالات تانسور انرژی- تکانه
  - تبدیل پیمانه‌ای
  - متغیرهای پیمانه ناوردا
- ثابت‌کردن پیمانه
- معادلات تحول خطی شده
  - پایستگی انرژی-تکانه مختل شده
  - تانسور اینشتین مختل شده
  - معادلات میدان اینشتین مختل شده
- تحول اختلالات
  - تحول اختلالات ماده‌ی غیرنسبیتی
  - تحول اختلالات ماده‌ی فوق نسبیتیUltra-relativistic
ماده تاریک
- ماده تاریک
  - شواهد
- چالش‌های مدل CDM
  - مسئله قمر‌های گمشدهMissing satellites problem
  - مسئله تیزی-هستهCore/Cusp problem
- ماده تاریک فازی
  - کنش میدان اکسیون
  - معادله حرکت میدان اکسیون
  - تحول میدان اکسیون
آشنایی با شبیه‌سازی‌های N -ذره‌ای
- شبیه‌سازی N -ذره‌ای
  - سیستم معادلات ولاسوف-پواسونVlasov-Poisson
  - تکینک N -ذره‌ای
  - محاسبه نیرو
  - شرایط اولیه
  - گام زمانی
  - نحوه عملکرد کلی شبیه‌سازی‌ها
شبیه‌سازی Gevolution
- مقدمه
- متریک و معادلات اینشتین
- معادلات اینشتین در حد میدان ضعیف
- تانسور انرژی -تکانه و معادلات ژئودزیک برای آنزامبلی از ذرات
- نحوه عملکرد کد
پیاده‌سازی مدل ماده تاریک فازی در کد Gevolution
- مدل ماده تاریک فازی
- اختلالات
- پیاده‌سازی مدل
  - پیاده‌سازی تانسور انرژی-تکانه‌ی ماده تاریک فازی
  - پیاده‌سازی دینامیک ماده تاریک فازی
  - شرایط اولیه
- خروجی کد
  - طیف توان ماده
  - برش‌هایی از جعبه‌ی شبیه‌سازی
- نتیجه‌گیری و کارهای پیش‌رو
پیش‌گفتار
مقدمه‌ای بر مدل استاندارد کیهان‌شناسی
- اصول کیهان‌شناسی
- عالم در حال انبساط
- متریک و هندسه عالم
- نسبیت‌عام
- معادلات فریدمان و تحول زمینه
نظریه اختلالات کیهانی
- اختلالات متریک
  - دسته بندی اختلالات
  - مشکل پیمانه
  - تبدیلات پیمانه‌ای
  - متغیرهای پیمانه ناوردا
- اختلالات تانسور انرژی- تکانه
  - تبدیل پیمانه‌ای
  - متغیرهای پیمانه ناوردا
- ثابت‌کردن پیمانه
- معادلات تحول خطی شده
  - پایستگی انرژی-تکانه مختل شده
  - تانسور اینشتین مختل شده
  - معادلات میدان اینشتین مختل شده
- تحول اختلالات
  - تحول اختلالات ماده‌ی غیرنسبیتی
  - تحول اختلالات ماده‌ی فوق نسبیتیUltra-relativistic
ماده تاریک
- ماده تاریک
  - شواهد
- چالش‌های مدل CDM
  - مسئله قمر‌های گمشدهMissing satellites problem
  - مسئله تیزی-هستهCore/Cusp problem
- ماده تاریک فازی
  - کنش میدان اکسیون
  - معادله حرکت میدان اکسیون
  - تحول میدان اکسیون
آشنایی با شبیه‌سازی‌های N -ذره‌ای
- شبیه‌سازی N -ذره‌ای
  - سیستم معادلات ولاسوف-پواسونVlasov-Poisson
  - تکینک N -ذره‌ای
  - محاسبه نیرو
  - شرایط اولیه
  - گام زمانی
  - نحوه عملکرد کلی شبیه‌سازی‌ها
شبیه‌سازی Gevolution
- مقدمه
- متریک و معادلات اینشتین
- معادلات اینشتین در حد میدان ضعیف
- تانسور انرژی -تکانه و معادلات ژئودزیک برای آنزامبلی از ذرات
- نحوه عملکرد کد
پیاده‌سازی مدل ماده تاریک فازی در کد Gevolution
- مدل ماده تاریک فازی
- اختلالات
- پیاده‌سازی مدل
  - پیاده‌سازی تانسور انرژی-تکانه‌ی ماده تاریک فازی
  - پیاده‌سازی دینامیک ماده تاریک فازی
  - شرایط اولیه
- خروجی کد
  - طیف توان ماده
  - برش‌هایی از جعبه‌ی شبیه‌سازی
- نتیجه‌گیری و کارهای پیش‌رو
پیش‌گفتار
مقدمه‌ای بر مدل استاندارد کیهان‌شناسی
- اصول کیهان‌شناسی
- عالم در حال انبساط
- متریک و هندسه عالم
- نسبیت‌عام
- معادلات فریدمان و تحول زمینه
نظریه اختلالات کیهانی
- اختلالات متریک
  - دسته بندی اختلالات
  - مشکل پیمانه
  - تبدیلات پیمانه‌ای
  - متغیرهای پیمانه ناوردا
- اختلالات تانسور انرژی- تکانه
  - تبدیل پیمانه‌ای
  - متغیرهای پیمانه ناوردا
- ثابت‌کردن پیمانه
- معادلات تحول خطی شده
  - پایستگی انرژی-تکانه مختل شده
  - تانسور اینشتین مختل شده
  - معادلات میدان اینشتین مختل شده
- تحول اختلالات
  - تحول اختلالات ماده‌ی غیرنسبیتی
  - تحول اختلالات ماده‌ی فوق نسبیتیUltra-relativistic
ماده تاریک
- ماده تاریک
  - شواهد
- چالش‌های مدل CDM
  - مسئله قمر‌های گمشدهMissing satellites problem
  - مسئله تیزی-هستهCore/Cusp problem
- ماده تاریک فازی
  - کنش میدان اکسیون
  - معادله حرکت میدان اکسیون
  - تحول میدان اکسیون
آشنایی با شبیه‌سازی‌های N -ذره‌ای
- شبیه‌سازی N -ذره‌ای
  - سیستم معادلات ولاسوف-پواسونVlasov-Poisson
  - تکینک N -ذره‌ای
  - محاسبه نیرو
  - شرایط اولیه
  - گام زمانی
  - نحوه عملکرد کلی شبیه‌سازی‌ها
شبیه‌سازی Gevolution
- مقدمه
- متریک و معادلات اینشتین
- معادلات اینشتین در حد میدان ضعیف
- تانسور انرژی -تکانه و معادلات ژئودزیک برای آنزامبلی از ذرات
- نحوه عملکرد کد
پیاده‌سازی مدل ماده تاریک فازی در کد Gevolution
- مدل ماده تاریک فازی
- اختلالات
- پیاده‌سازی مدل
  - پیاده‌سازی تانسور انرژی-تکانه‌ی ماده تاریک فازی
  - پیاده‌سازی دینامیک ماده تاریک فازی
  - شرایط اولیه
- خروجی کد
  - طیف توان ماده
  - برش‌هایی از جعبه‌ی شبیه‌سازی
- نتیجه‌گیری و کارهای پیش‌رو

Friend's email
Your name
Your email
enter code