مدل های تورمی و اثرات قابل مشاهده آن ها در کیهان شناسی
چکیده
کیهان شناسی تورمی اولین بار به عنوان مدلی برای حل مشکلات نظریه ی استاندارد انفجار بزرگ ارائه شد. در این الگو فرض می شود که ماده ی غالب جهان در لحظات بسیار اولیه پس از انفجار، یک میدان اسکالر است که میدان اینفلیتون یا تورمی زا نامیده می شود و باعث می شود که عالم در بازه ی بسیار کوچکی از زمان دارای انبساطی شتابدار شود و شعاع عالم به مقدار زیادی رشد کند. یکی از مسائل اساسی در کیهان شناسی نوین، منشأ افت وخیزهای اولیه ی میدان اینفلیتون در طول این دوره، به عنوان هسته های اولیه ی تشکیل ساختارها می باشد. این نظریه دارای پیش بینی هایی برای توزیع ناهمسانگردی ها و اختلالات مشاهده شده در عالم می باشد. اختلال های نخستین که در طی تورم ایجاد شده اند، اثرشان را روی طیف توان تابش ریزموج زمینه ی کیهانی (cmb) به خوبی نشان می دهند و قیود قابل مشاهده ای را روی این طیف ایجاد می کنند. می توان اثرات این اختلالات را روی طیف توان cmb، با محاسبه یِ پارامترهایِ اختلالیِ مدل هایِ تورمی، مشاهده کرد. در این پژوهش به ترتیب موارد زیر انجام شده است: 1- معادلات میدان به طور دقیق و مستقیم بدون تقریب حل شده و یک مدل تورمی که قادر به حل مشکلات تختی و افق می باشد، ارائه شده است. این روش منجر به یافتن تعداد نامتناهی از جواب ها می شود. 2- انواع مدل های تورمی معرفی شده و 5 نوع از پتانسیل های تورمی که جزء مدل های تک میدان می باشند، بررسی شده اند. سپس به حل معادلات زمینه با شرط غلتش آرام پرداخته شده و پارامترها و معادلات موردنیاز محاسبه گردیده و نمودارهای مربوط برای هر مدل ترسیم شده اند. 3- پس از مرور فیزیک حاکم بر تابش cmb و اختلالات کیهان شناسی و همچنین معرفی کد camb، که یکی از قویترین و سریع ترین کدهای کیهان شناختی می باشد، به محاسبه ی پارامترهای اختلالی برای پتانسیل های تورمی انتخابی، پرداخته شده است. سپس برای هر پتانسیل، نمودارهای طیفِ توانِ اختلالات را با دریافت خروجی مناسب از کد کَمب، رسم شده اند. این نمودارها، با طیفِ توان ناهمسانگردی هایِ cmb که با داده های ماهواره ی پلانک و مدل تطابقی ?cdm ترسیم گردیده ، مقایسه شده اند.
