سیاهچاله های اولیه به عنوان ماده تاریک
Primordial Black Holes as Dark Matter
مریم رحیمی (دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف )
استاد راهنما: شانت باغرام
به مکان و زمان نامتعارف جلسه توجه فرمایید
چکیده: وجود ماده تاریک کیهانی توسط داده های رصدی کیهان شناسی تأیید شده است. ولی همه شواهد موجود تنها بر اساس آثار گرانشی است. اگر موجودی با طبیعت صرفا گرانشی وجود داشته باشد، طبیعتا کاندید خوبی برای ماده تاریک خواهد بود.سیاهچاله های اولیه از اختلالات چگالی که در اثر افت و خیزهای کوانتومی خلأ در تورم ایجاد می شوند، به وجود می آیند. احتمال می رود این موجودات همان گمشده های مسأله ماده تاریک باشند.با استفاده از مشترک قراردادن طیف توانی که فراوانی سیاهچاله های اولیه (primordial black holes (PBH را به دست می دهد با طیف توانی که با استفاده از داده های رصدی و مدل های تورمی به دست آمده و توسط قیدهای رصدی مقید می شود، می توان فراوانی PBH را در طول موج های مختلف مقید نمود و دید بر اساس چه مدلهای کیهانشناسی می توان به فراوانی از PBH رسید که پاسخگوی مقدار ماده تاریک باشد. از طرفی قیدهای رصدی بازه محدودی از مقیاس را می پوشانند،اما هنوز می توان در بازه هایی به دنبال تأمین شدن فراوانی PBH باشیم. این بازه های آزاد در مقیاسهای خیلی کوچک قرار دارند. برای اینکه PBH به اندازه کافی در کیهان اولیه تولید شود، تا کاندیدای مورد قبولی برای مسأله ماده تاریک باشد، طیف اختلالات چگالی باید آبی باشد. در سناریوی تورم غلتش آرام تک میدانه، طیف توان اختلالات انحنا تقریبا مقیاس ناورداست. اما مسأله آبی بودن طیف ایجاب می کند که اندیس طیفی اختلالات اسکالر بزرگتر از 1 باشد که با نتایج اخیر Planck ناسازگار است. ما از طرفی به دنبال مدلهای شکست مقیاس ناوردایی هستیم که چنین انحراف هایی را در طیف توان ایجاد می کنند و از طرفی اگر بتوانیم در این بازه که از نظر رصدی برای ما تاریک است، شواهدی پیدا کنیم، هم نظریه های حامی تولید PBH در این بازه های فرکانسی و هم ماده تاریک بودن PBH ها باهم حل می شوند. امواج گرانشی نویدبخش این حوزه از کیهان شناسی است. اگر بتوانیم بین مدلهای کیهان شناسی مورد نظرمان، وجود PBH و امواج گرانشی که تولید می شود ارتباط صحیحی برقرار کنیم، بر این چالش پیروز می شویم و خواهیم توانست مشخصات امواج گرانشی که با نظریه های ما سازگار باشد پیش بینی کنیم. در این رساله، در مورد شیوه های به دست آوردن فراوانی PBH، از طریق روش پرس ششتر و مدل قله ها بحث خواهد شد.
یکشنبه 2 مهر ماه 1396، ساعت 16:30
دانشکده فیزیک، آمفی تئاتر (تالارجناب)