Abstract
En mulig forklaring på at universet gikk inn i en fase av akselerert ekspansjon for 5-6 milliarder år siden, er at energitettheten i universet inneholder et bidrag fra et dynamisk skalarfelt. Problemet med denne forklaringen er at siden skalarfeltet vil koble til materie, vil det oppstå en femte kraft med lang rekkevidde. Man ender da som regel opp med en teori som er i konflikt med eksperimenter. I denne masteroppgaven har jeg studert såkalte kameleonfelter, som er en skalarfeltteori for kosmisk akselerasjon som er konsistent med kjente grenser på størrelse og rekkevidde for en femte kraft.
Kameleonfelt-teori er en såkalt skalar-tensor-teori for gravitasjon.
Generell relativitetsteori er en ren tensor-teori, mens den første skalar-tensor-teorien var den såkalte Brans-Dicke-teorien.
Generell relativitetsteori forutsier eksistensen av gravitasjonsbølger.
Men gravitasjonsbølger i skalar-tensor-teorier oppfører seg ikke akkurat slik gravitasjonsbølger gjør i generell relativitetsteori.
Målet med min masteroppgave var å regne ut den utstrålte effekten fra en dobbeltpulsar i form av gravitasjonsbølger i kameleonfeltteori, og sammenligne resultatene med tilsvarende resultater fra generell relativitetsteori. Som utgangspunkt har jeg brukt beregninger av gravitasjonsbølger i Brans-Dicke-teori.
A possible explanation to the accelerated expansion of the Universe is that the energy density contains a contribution from a dynamical scalar field, i.e. so-called quintessence. The problem with this explanation is that since the scalar field will couple to matter, it will give rise to a long-ranged fifth force unless the coupling is tuned to unnaturally small values. Hence we often end up with models that are in conflict with known tests of gravity. In this thesis I have studied so-called chameleon fields, which is a scalar field theory for cosmic acceleration consistent with known constraints on the fifth force.
Chameleon field theory is a kind of scalar-tensor theory of gravity. Einstein's general theory of relativity is a pure tensor theory, while the first known scalar-tensor theory was the Brans-Dicke theory. General relativity predicts the existence of gravitational waves. Such waves have never been observed directly, but from observations of the Hulse-Taylor pulsar, one has obtained indirect evidence for their existence.
Gravitational waves in scalar-tensor theories do not behave exactly as they to in general relativity. The goal with my master thesis was to calculate the radiated effect in form of gravitational waves from a quadrupole source in chameleon field theory, and compare the results to those found in general relativity.
I will also compare with results from Brans-Dicke theory.