We present the cosmological analyses of the extended theories of the de Rham-Gabadadze-Tolley massive (dRGT) gravity. These offer the gravitational theories with a nonzero graviton mass. In this Ph.D. dissertation, we present these extensions to explain the accelerated expansion of the Universe and to show the stability of perturbations. After reviewing cosmology and the ups and downs of massive gravity theory, we explain our motivations and goals. Subsequently, we exhibit the new extended theories and then obtain the complete set of cosmological background equations of motion.Moreover, we demonstrate the self-accelerating background solutions for explaining the accelerated expansion of the Universe. We show that the theories consist of self-accelerating solutions with an effective cosmological constant that corresponds to the massive part of the theories.Furthermore, we exhibit the best fits of the parameters of the extended dRGT massive gravity theories which are consistent with the latest Union2 I-a 557 supernovae (SNIa) dataset and the latest Pantheon 1048 SNIa samples using the Bayesian technique and the Markov Chain Monte Carlo (MCMC) method.In the following, we analyze the background perturbations, which consist of tensor, vector, and scalar perturbations within the framework of the extended theories of the dRGT massive gravity in the Friedman-Lemaitre-Robertson-Walker cosmology.We exhibit tensor perturbations analyses and achieve the modified dispersion relations of gravitational waves which can be used to obtain the mass of graviton. We analyze the propagation of gravitational perturbations in the Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker cosmology within the framework of the extended theories of the dRGT massive gravity. In addition, we present the vector and scalar perturbations to show the stability conditions of the theories.Finally, we show the analysis of a thin accretion disk around a static and spherically symmetric black hole in dRGT massive gravity to point out the differences between the dRGT massive gravity theory and the standard general relativity.
در این پایان نامه دکترا، تحلیلهای کیهان شناسی از تعمیمهای نظریه گرانش جرمدار درام-گابادادزه-تولی (dRGT) و چگونگی بررسی جنبههای مختلف آنها نشان داده شده است. در واقع، ما به معرفی تعمیمهای جدید از نظریه گرانش جرمدار dRGT غیر خطی، جهت توصیف انبساط شتابدار کیهان و نشان دادن پایداری اختلالات این تعمیمهای جدید پرداختیم. در آغاز به مرور کیهان شناسی و فراز و نشیبهای نظریه گرانش جرمدار در طول سالها و بیان اهداف و انگیزههایمان پرداختیم. سپس تعمیمهای جدید در نظریه گرانش جرمدار را نشان دادیم و مجموعه کامل معادلات حرکت پس زمینه کیهانی را بدست آوردیم. علاوه بر این، پاسخهای پس-زمینه خود شتابدار جهت توضیح انبساط شتابدار کیهان را ارائه نمودیم و نشان دادیم که این تعمیمها شامل پاسخهای خود شتابداری هستند؛ که به یک ثابت کیهانی موثر ناشی از بخش گرانش جرمدار مرتبط میشوند. در ادامه جهت ارائه و بدست آوردن بهترین مقادیر مولفههای جدید از تعمیمها، به تجزیه و تحلیل و مقایسه این تعمیمها با دادههای ابرنواخترها نوع یک-a با روش بیزی و زنجیره مارکوف مونتو کارلو پرداختیم. در ادامه به تجزیه و تحلیل اختلالات پس زمینه در چارچوب کیهان FLRW که شامل اختلالات تانسوری، برداری و اسکالر میباشد، پرداختیم. در تحلیل اختلالات تانسوری، ما رابطه پراکندگی اصلاح شده امواج گرانشی را که میتواند جهت محدود کردن جرم گراویتون مورد استفاده قرار بگیرد، برای تعمیمهای جدید ارائه شده در چارچوب کیهان FLRW، محاسبه نمودیم. در بخش تحلیل اختلالات برداری و اسکالر سعی شده است که شرایط پایداری این نظریههای تعمیم یافته مورد بررسی قرار بگیرد و حدود پارامترهای این تعمیمها برای پایداری سیستم محاسبه و مشخص شود. نهایتا، جهت نشان دادن تفاوتها بین نظریه گرانش جرمدار و نسبیت عام استاندارد، به بررسی و تحلیل یک دیسک برافزایشی در اطراف یک سیاهچاله ایستا و متقارن کروی در گرانش جرمدار dRGT پرداختیم.
جنبههای کیهان شناسی نظریه گرانش جرمدار
Massive Gravity, Graviton, Cosmology, Gravitational Waves, Expansion of the Universe, Perturbations