نظریه تورم در کیهانشناسی و مدل هیبرید

چکیده مدل کیهان شناسی استاندارد که بر اساس دینامیک نسبیتی و فرضهای دیگری مانند همگنی و همسانگردی و همچنین انبساط عالم بنا شده است موفقیت های چشمگیری در توضیح عالم قابل مشاهده فعلی به دست آورده است. از سوی دیگر چند مسئله اساسی در مدل استاندارد وجود دارد که با در نظر گرفتن فرضهای اولیه، قابل حل نیستند. مسئله افق، تخت بودن عالم، و تک قطبی مغناطیسی از مهمترین این مسائل هستند. همچنین در عالم قابل مشاهده امروز در ابعاد مختلف ساختارهای متفاوتی را می بینیم که هر مدل موفق کیهان شناسی باید بتواند نحوه تشکیل این ساختارها را از یک عالم اولیه همگن توصیف کند. موفق ترین نظریه ای که هم قادر به پاسخ به نارسایی های مدل استاندارد است و هم یک مدل سازگار تشکیل ساختار را ارائه می دهد نظریه تورم است که در دهه 80 میلادی با کارهای آلن گوت و آندره لینده آغاز شد. این مدل بر اساس یک دوره نسبتا کوتاه انبساط نمایی در عالم بلافاصله پس از مهبانگ بنا شده که ناشی از تحول زمانی یک یا چند میدان اسکالر(اینفلاتون) در این دوره است. تورم با تقریب بسیار خوب طیف توان مشاهده شده از تابش زمینه کیهانی را توجیه میکند. با وجود اینکه مدلهای تورمی مختلف همگی دارای مبنای فیزیکی یکسان هستند اما از مدل تورم آشوبناک با یک میدان اینفلاتون در پتانسیل مجذوری شروع و به مدلهای با تعداد میدان بیشتر و پتانسیل های پیچیده تر می رسد. این مدلهای مختلف منجر به نتایج متفاوتی در محاسبات دوران تورم و در نتیجه قیدهای رصدی متفاوت برای عالم پس از تورم می شوند. در این پایان نامه پس از معرفی مدل استاندارد, عناصر آن و مدل های مختلف کیهان شناسی, نظریه ی تورمی را به همراه مدل های مختلف آن بررسی می کنیم سپس ازبین مدل های تورمی مختلف , به مدل هایبرید می پردازیم که شامل یک میدان اینفلاتون و یک میدان آبشاری است که اولی مسئول ایجاد دوران تورم و دومی مسئول خاتمه آن است