تحقیق درباره کیهان شناسی و شگفت انگیز

دانلود پایان نامه

مشکل افق رفع می شود.
البته این شگفت انگیز نیست که سمت راست روابط (3-4) و (3-5) به طور تقریبی معادل هستند زیرا هر دوی آنها طوری در نظر گرفته شده اند که از مرتبه واحد باشد.


حال می توانیم به توصیف سناریوی جهان تورمی بپردازیم. سناریویی که قادر است تولید چنین آنتروپی بزرگی را توصیف کند.
معادله حالت برای ماده را در نظر می گیریم (با در نظر گرفتن اینکه همه پتانسیل های شیمیایی صفر باشند)، به طوری که یک انتقال فاز مرتبه اول در دمای بحرانی را نمایش دهد. حال همچنان که جهان در حال سرد شدن به سمت دمای است ما انتظار خواهیم داشت که حباب های دمای پایین فاز تشکیل شده و بزرگ شوند. البته اینطور در نظر گرفته می شود که نرخ تشکیل این انتقال فاز نسبتا پایین باشد.
جهان همچنان که گسترش می یابد به سرد شدن خود ادامه می دهد و سرانجام در یک فاز دمایی بالا ابرسرد می شود. فرض می کنیم این ابر سرد شدن تا رسیدن به دمای ادامه پیدا کند، که بارها کمتر از دمای است. سرانجام زمانی که انتقال فاز صورت می گیرد (در دمای )، گرمای نهان آزاد می شود و عالم بازگرم شده و به دمای می رسد. این دمای قابل قیاس با دمای است. بعد از این مرحله چگالی آنتروپی توسط فاکتور افزایش می یابد، ( می توان اینطور فرض کرد که عدد تعداد درجات آزادی برای دو فاز قابل قیاس با هم باشد) ، در حالی که مقدار ثابت می ماند و داریم :

مطلب مرتبط :   منبع تحقیق با موضوع حمل‌ونقل چندوجهی

اگر جهان به اندازه 28 مرتبه یا بیشتر ابرسرد شود ( به زیر دمای بحرانی برسد) ، در آن صورت مشکلات افق و تخت بودن رفع خواهند شد.
برای اینکه این سناریو کاربرد داشته باشد، ضروری است که جهان عاری از هرگونه کمیت پایستار باشد. اگر

جستجو در سایت ما :


را یک کمیت بشدت پایستار در نظر بگیریم ، در این صورت نسبت این کمیت به آنتروپی خواهد بود.
و خواهیم داشت : که به این معنی است تنها یک مقدار بسیار بزرگ برای نسبت اولیه است که می تواند منجر به یک نسبت قابل قیاس امروزی شود.
بنابراین اگر عدد باریونی بطور دقیق پایستار می بود، مدل تورمی غیر قابل دفاع خواهد بود. با این وجود در متون نظریه وحدت بزرگ عدد باریونی دقیقا پایستار نیست. عدد خالص باریونی جهان می تواند توسط فرآیندی در دمای تولید شود [16]. بنابراین با دانستن اینکه در این محدوده قرار می گیرد، مشکلی وجود نخواهد داشت. روند تولید باریون بعد از مرحله بازگرمایی آغاز می شود.( البته این قید محکم که بر آنتروپی تحمیل می شود در هر انتقال فازی در دماهای می تواند تولید شود.
حال می خواهیم خصوصیات جهان ابر سرد شده را با جزئیات بیشتری بررسی کنیم. توجه داریم که چگالی انرژی ، که در مدل استاندارد به صورت تعریف شد، حال باید اصلاح شود.در طول فرآیند سرد شدن، ، سیستم به سمت خلا حقیقی پیش نمی رود بلکه به سمت یک حالت شبه پایدار خلا کاذب با چگالی انرژی که الزاما از حالت خلا حقیقی بیشتر است پیش خواهد رفت. بنابراین یک تقریب مناسب برای می تواند به صورت زیر باشد:
(3-6)
شاید بتوانیم مختصری هم در مورد نقطه صفر انرژی توضیح بدهیم. نسبیت عام کلاسیک همیشه با تانسور انرژی – تکانه ، ، که ضرورتا به صورت هموردا پایستار است همراه بوده است.
مطلب مرتبط :   منابع پایان نامه ارشد با موضوع زبان گفتاری و اصل اقتصادی

زمانی که ماده توسط یک نظریه میدان توصیف می شود، شکل به واسطه نیاز به پایستاری مطابق با اصلاح امکان پذیر برای رابطه
(3-7)
برای هر ثابت تعیین می شود. ( نمی تواند به مقدار میدان یا فاز بستگی داشته باشد).
آزادی ما برای معرفی اصلاحات بر روی معادله (3-7) برابر با آزادی ما برای معرفی ثابت کیهان شناسی در معادله اینشتین است. آنچه که همیشه می تواند برای نوشتن معادله اینشتین بدون یک جمله صریح کیهان شناسی بکار رود، ثابت کیهان شناسی است که به صورت تعریف می شود.
در اینجا به خلا واقعی اشاره دارد. به عنوان چگالی انرژی خلا تعریف می شود و در اصل هیچ دلیلی برای حذف آن وجود ندارد.
به طور تجربی بسیار کوچک است[10] ( )، بنابراین می توانیم مقدار آن را صفر در نظر بگیریم. مقدار در آن صورت باید مثبت و توسط نظریه ذرات تعیین شود [17].
با استفاده از معادلات و
می توان به این رابطه رسید :