کیومرث کرمی

مشاهدات رصدی اخیر نشان می دهد که سیاه چاله های اولیه با مقیاس جرمی از مرتبه 10^(-13) M_⊙ می توانند بیشتر ماده تاریک موجود در جهان را توجیه کنند. تشکیل سیاه چاله های اولیه، نیازمند افزایش اختلالات خمش اسکالر اولیه تا مرتبه O(10^(-2)) در مقیاس های کوچک می باشد. در این ‎‎رساله، ما به مطالعه تشکیل سیاه چاله های اولیه و امواج گرانشی ثانویه در چارچوب تورم گالیله ای می پردازیم. در همین راستا ، معادله موخانوف-ساساکی را به صورت عددی حل کرده و نهایتا طیف توان اختلالات اسکالر اولیه را به دست می آوریم. علاوه بر این، ما فراوانی سیاه چاله های اولیه f_PBH^peak و همچنین پارامتر چگالی انرژی امواج گرانشی ثانویه Ω_(GW,0) را نیز محاسبه می کنیم. برای همه پتانسیل های موجود در این پژوهش، رشد مناسبی در طیف توان اسکالر در مقیاس های 10^12 Mpc^(-1)، 10^8 Mpc^(-1) و 10^5 Mpc^(-1) به دست آمده که به ترتیب باعث تشکیل سیاه چاله های اولیه در مقیاس های جرمی از مرتبه 10^(-13) M_⊙، 10^(-5) M_⊙ و 10M_⊙ می شود. همچنین محاسبات ما نشان می دهد که امواج گرانشی ثانویه ، به وسیله مشاهده گرهای امواج گرانشی قابل بررسی و آزمایش می باشند. علاوه بر موارد ذکر شده ، نشان می دهیم که می توان Ω_(GW,0) را با یک تابع قانون توانی به صورت ‎Ω_GW∼(f/f_c )^n پارامتریزه کرد که در آن توان رابطه در حد فروسرخ یا به عبارت دیگر در بازه f≪f_c برابر با n=3-2/ln⁡(f_c/f) می باشد.