The Vector Mode in the Second-order Cosmological Perturbation Theory

این پایان نامه نور جدید ارزشمندی را بر نظریه اغتشاش کیهانی مرتبه دوم می اندازد و به طور گسترده آن را در زمینه نوسانات پس زمینه مایکروویو کیهانی (CMB) مورد بحث قرار می دهد. این پیامدهای مشاهده‌ای حالت بردار مرتبه دوم را بررسی می‌کند و به تولید میدان مغناطیسی و نشانه‌های لنز ضعیف، که پدیده‌های کلیدی حالت برداری هستند، می‌پردازد.

نویسنده نشان می دهد که حالت بردار مرتبه دوم، که هرگز در سطح مرتبه خطی ظاهر نمی شود، به طور طبیعی از جفت غیر خطی حالت های اسکالر مرتبه اول ناشی می شود. این منجر به این بیانیه قابل توجه می شود که حالت مرتبه برداری به وضوح به تولید میدان های مغناطیسی کیهانی کمک می کند. علاوه بر این، مشاهدات عدسی ضعیف نشان داده شده است که در حالت برداری قابل دسترسی هستند. بر اساس مشاهدات در حال انجام و آتی، پایان نامه به این نتیجه می رسد که حالت بردار مرتبه دوم قابل تشخیص است.

This thesis sheds valuable new light on the second-order cosmological perturbation theory, extensively discussing it in the context of cosmic microwave background (CMB) fluctuations. It explores the observational consequences of the second-order vector mode, and addresses magnetic field generation and the weak lensing signatures, which are key phenomena of the vector mode.

The author demonstrates that the second-order vector mode, which never appears at the linear-order level, naturally arises from the non-linear coupling of the first-order scalar modes. This leads to the remarkable statement that the vector-order mode clearly contributes to the generation of cosmological magnetic fields. Moreover, the weak lensing observations are shown to be accessible to the vector mode. On the basis of ongoing and forthcoming observations, the thesis concludes that the second-order vector mode is detectable.