تحقیق درباره کیهان شناسی و اندازه گیری

دانلود پایان نامه

اولیـن مـدل سـناریوی تـورمـی آشـوبناک بـر اسـاس نظـریه هـایی بـا پتانسیل چنـد جـمله ای، به صورت پایه ریزی شد [30]. اما ایده اصلی این سناریو کاملا عمومی است. می توان هر نوع پتانسیل خاص را، که چند جمله ای باشد یا نباشد، بدون شکست خود به خودی تقارن در نظر گرفت و تمام شرایط اولیه ممکن را بدون این فرض که جهان در یک حالت تعادل ترمودینامیکی بوده است و میدان از اولین لحظات در مینیمم پتانسیل موثر بوده است را مرد بررسی قرار داد.
این سناریو از روایت استاندارد برای نظریه مهبانگ بسیار فاصله دارد و باور آن در مراحل اولیه مطرح شدن کمی به سختی انجام پذیرفت. اما به مرور آشکار شد که ایده سناریوی آشوبناک بسیار کلی و عمومی است و بسیار آسان است که یک مدل کیهان شناسی را بدون مطرح کردن فرض های غیر ضروری در مورد تعادل گرمایی و انتقال فاز در دمای بالا را پی ریزی کنیم.
نمودار 4-6-2 .تحول میدان اسکالر و فاکتور مقیاس در مدل با . در ابتدا ما مرحله تورم میدان را داریم که میدان تا به صورت خطی کاهش می یابد. بعد از آن میدان وارد مرحله نوسانی می شود که همراه با کاهش دامنه میدان است. زمانی که انرژی نوسان کمتر از شود جهان وارد مرحله دوم تورم می شود که مطابق با مرحله امروزی جهان شتاب دار است [34].
4-7 شرایط اولیه
حال می خواهیم ببینیم چه شرایط اولیه ای برای سناریوی آشوبناک مورد نیاز است.
یک جهان بسته با اندازه اولیه در حد ( در واحد پلانک ) را در نظر می گیریم که از یک فضا- زمان حباب گونه و یا از یک تکینگی و یا از “هیچ ” در یک حالت با چگالی پلانک پدیدار شده است.

جستجو در سایت ما :


بعد از لحظه، یعنی در ، می توانیم این محدوده را به عنوان یک جهان کلاسیک توصیف کنیم. بنابراین در این لحظه اولیه مجموع چگالی انرژی جنبشی، چگالی گرادیان انرژی و چگالی انرژی پتانسیل از مرتبه واحد خواهد بود:
4-7-1
حال تاکید می کنیم که هیچ پیش فرضی برای قید در مقدار اولیه میدان اسکالر در این محدوده نداریم به جز قید 4-7-1 .
حال برای یک لحظه مدلی با را در نظر بگیریم. این مدل تحت انتقال ناوردا است. بنابراین، در چنین مدلی همه مقادیر اولیه اجزا همگن میدان اسکالر به طور برابر محتمل خواهند بود.
تنها قید بر روی دامنه زمانی ظاهر می شود که پتانسیل موثر ثابت نباشد، بلکه افزایش یافته و بزرگتر از چگالی پلانک در شود، در حالی که . این قید بر این دلالت می کند که ، اما هیچ دلیلی وجود ندارد که ما انتظار داشته باشیم که اولیه بسیار کوچک تر از شود.پس این طور در نظر می گیریم که مقدار معمول اولیه میدان در این مدل به صورت باشد.
بنابراین ما انتظار داریم که شرایط اولیه معمول مطابق با 4-6-1 باشد. اگر باشد، در محدوده مورد نظر تورم شروع خواهد شد و بعد از آن در طول زمانی از مرتبه پلانک جملات و بسیار کوچک تر از خواهند شد که تضمین کننده ادامه تورم است، بنابراین به نظر می رسد که تورم آشوبناک تحت شرایط اولیه نسبتا طبیعی رخ می دهد اگر بتواند در شروع شود [9]، [30]، [35].
فصل پنجم
آخرین شواهد رصدی در مورد تورم کیهانی
5-1 مقدمه
پس از مطرح شدن اولین مدل های سناریوی تورمی، امروزه شاهد مدل های بسیار متنوعی هستیم [36]. با این وجود مدل هایی ارزشمند خواهند بود که از آزمون شواهد رصدی نیز سربلند بیرون آیند.
نتایج ماهواره پلانک که به بررسی تابش پس زمینه میکرو موج کیهانی می پردازد و هم چنین نتایج مهم منتشر شده رصدخانه BICEP2 فرصتی مناسب را بررسی مجدد مدل های تورمی به دست می دهد.
مطلب مرتبط :   پایان نامه شاخص آزادی اقتصادی و آزادی اقتصادی

مشاهدات مهم رصدخانه در مورد امواج گرانشی مربوط به تورم نخستین عالم نتایج جالب توجهی را به وجود آورد که سر نخ هایی را در مورد کیهان شناسی جهان اولیه به دست می دهد.
ما در این فصل بیشتر توجه خود را معطوف به مدل هایی خواهیم داشت که مبتنی بر پتانسیل های نسبتا ساده (که از مکانیزم شکست تقارن استفاده نکرده باشند) شامل مدل استاندارد یا حتی نظریه وحدت بزرگ باشند که دارای میدان اسکالر یکتا هستند [37].
در چارچوب تورم غلتش آرام، یک نسبت تانسور به اسکالر به آسانی در این مدل ها به دست می آید. البته مقادیر کمتر یا بیشتر از این مقدار هم ممکن است بدست آید که در این فصل به آن اشاره خواهد شد. برای پتانسیل های و یک اندازه گیری دقیق برای ما را قادر می سازد تا مشخص کنیم میدان تورم زا بزرگ تر یا کوچک تر از مقدار انتظاری خلا در حال حاضر مصادف با عدد دفعات انبساط نمایی یا در این حدود باشد. برای پتانسیل های درجه دو و درجه چهار تورمی، ما به این امر اشاره خواهیم کرد که پیش بینی ها در مورد و می تواند به طور قابل توجهی تغییر کند اگر میدان تورم زا با یک میدان دیگر جفت شود، به ویژه اگر نیازمند به داشتن فرآیند بازگرمایی باشیم.
تعیین دقیق و به ما این امکان را می دهد که میان این پیش بینی ها و آن هایی که بر اساس پتانسیل تک جمله ای خالص هستند تمایز قائل شویم.
هم چنین تورمی را که توسط یک پتانسیل با توان چهار به همراه یک جمله غیر کمینه میدان اسکالر به وجود می آید را بررسی خواهیم کرد.