Εξέλιξη και δράση ηλεκτρομαγνητικών πεδίων σε καμπύλους χώρους

Abstract

The purpose of this thesis is to investigate the effects of curvature on the electromagnetic sector and vice versa, using the 1+3 covariant formalism. The first two chapters are introductory where we represent the necessary geometrical and physical machinery for the following chapters. In chapter two we introduce the 1+3 covariant `split' and provide the general propagation and constrain formulas that govern the Einstein-Maxwell physical system. In the chapters to follow we consider particular limits of this propagation and constrain formulas in order to describe three different physical situations. Namely, the gravitational collapse and structure formation, the interaction between gravitational and electromagnetic waves and the evolution of cosmological magnetic fields. In all these cases we find particular effects from the interplay between the gravitational and electromagnetic sectors.

Σκοπός αυτής της διατριβής είναι η διερεύνηση της επίδρασης της καμπυλότητας στον ηλεκτρομαγνητικό τομέα και αντιστρόφως, χρησιμοποιώντας τον συναλλοίωτο 1+3 φορμαλισμό. Τα πρώτα δύο κεφάλαια είναι εισαγωγικά όπου παρουσιάζονται τα απαραίτητα γεωμετρικά και φυσικά εργαλεία για τα επόμενα κεφάλαια. Στο κεφάλαιο 2 εισάγουμε τη συναλλοίωτη διάσπαση 1+3 και δίνονται οι γενικές εκφράσεις διάδοσης και περιορισμού που καθορίζουν το Einstein-Maxwell φυσικό σύστημα. Στα κεφάλαια που ακολουθούν ασχολούμαστε με συγκεκριμένα όρια αυτών των εκφράσεων ώστε να περιγράψουμε τρις διαφορετικές φυσικές περιπτώσεις. Ονόματι, τη βαρυτική κατάρρευση και τη δημιουργία δομής, την αλληλεπίδραση βαρυτικής και ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και την εξέλιξη των κοσμολογικών μαγνητικών πεδίων. Σε όλες αυτές τις περιπτώσεις βρέθηκαν συγκεκριμένες επιδράσεις από την αλληλεπίδραση του βαρυτικού και ηλεκτρομαγνητικού τομέα.