Spacetime Defects and Bouncing Cosmology

Bis zum heutigen Tag ist die allgemeine Relativitätstheorie weithin als die relevante Theorie der Gravitation anerkannt und wurde durch viele Experimente bestätigt. Trotz dieses Erfolges liefert die allgemeine Relativitätstheorie keine Antwort auf viele offene Fragen, die mit Gravitation zusammenhängen. Das endgültige Schicksal scheinbarer Raumzeit-Singularitäten ist eine dieser offenen Fragen.

Mögliche Lösungen für Raumzeit-Singularitäten werden in dieser Arbeit diskutiert. In diesen speziellen Lösungen werden Singularitäten durch Raumzeitdefekte ersetzt: Die Singularität des Schwarzen Loches wird durch einen Raumdefekt und die Urknall-Singularität wird durch einen Zeitdefekt ersetzt.
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In dieser Arbeit untersuchen wir bestimmte Effekte, die Raumzeitdefekte verursachen könnten. Wir berechnen die Geodäten der Raumzeitdefekte. Für den Raumdefekt diskutieren wir seine Linseneigenschaften und die entsprechende Bilderzeugung. Für den Zeitdefekt untersuchen wir die entsprechende nicht singuläre prallende Kosmologie. Wir präsentieren auch einige mögliche beobachtbare Effekte im Zusammenhang mit den Raumzeitdefekten.

Up to this day, general relativity is widely accepted as the relevant theory of classical gravity and has been well tested by many experiments. Despite this success, general relativity does not provide answers to many remaining open questions related to gravity. The ultimate fate of apparent spacetime singularities is one of these open questions.

Possible solutions to spacetime singularities are reviewed in this thesis. For these particular solutions, singularities are replaced by spacetime defects: the black hole singularity is replaced by a space defect and the big bang singularity is replaced by a time defect. ... mehr

In this thesis, we investigate certain effects which the spacetime defects could produce. We calculate the geodesics of the spacetime defects. For the space defect, we discuss its lensing properties and the corresponding image formation. For the time defect, we investigate the corresponding nonsingular bouncing cosmology. We also present some possible observable effects related to these spacetime defects.