کیومرث کرمی

داده های به دست آمده از مشاهدات اخیر نشان می دهند که سیاه چاله های اولیه با جرم هایی در حدود ⊙ ۱۰−۱۳Mمی توانند گزینه ی مناسبی برای توجیه کل ماده تاریک موجود در کیهان باشند. یکی از سازوکارهای مناسب و کارآمد برای تشکیل این سیاه چاله ها، مستلزم تقویت اختلالات اسکالر اولیه تا مرتبه ) O(۱۰−۲در مقیاس های کوچک است. در این مطالعه، تشکیل سیاه چاله های اولیه و امواج گرانش ثانویه در چهارچوب گرانش گاوس‐بونه مورد بررسیقرار می گیرد. به این منظور، سه پتانسیل قانون توان کسری ϕ۲ ۳ ،ϕ۲ ۵ ،ϕ۱ ۳و همچنین پتانسیل ابرمتقارن را در نظر می گیریم. همچنین، معیارهای سوام پلند را بررسی می کنیم. به منظور دستیابی به محاسبات دقیق طیف های توان اختلالات اسکالری و تانسوری اولیه، معادلات موخانوف‐ساساکی را به صورت عددی حل می کنیم. علاوه بر این، فراوانی سیاه چاله های اولیه fPBH و پارامتر چگالی انرژی امواج گرانشی ثانویه ΩGW;0را به دست می آوریم. نتایج نشان می دهند که برای تمام پتانسیل های بررسی شده در این مطالعه، طیف توان اختلالات اسکالری در محدوده ی عدد موج kدر ۱۰۸ Mpc−۱ ،۱۰۱۲ Mpc−۱و ۱۰۵ Mpc−۱به طور قابل توجهی افزایش می یابند که این افزایش به ترتیب منجربه تشکیل سیاه چاله های اولیه با جرم هایی در حدود ⊙ ۱۰−۵M⊙ ،۱۰−۱۳Mو ⊙ ۱۰Mمی شوند. همچنین، محاسبات نشان می دهند که پارامتر چگالی مواج گرانشی محاسبه شده در این مدل، در نواحی مربوط به حساسیت آشکارسازهای امواج گرانشی قرار می گیرند. افزون بر این، نتایج به دست آمده نشان می دهند که ΩGW;0را می توان با یک تابع قانون توان به صورت ΩGW ∼ (f=fc)n پارامتریزه کرد، که در محدوده فروسرخ ،f ≪ fcشاخص توان n به صورت ) n = ۳ − ۲= ln(fc=fبه دست می آید