Ограничения на концентрацию первичных черных дыр и их космологические следствия

• Автор: Климай, Петр Александрович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Возможности рождения первичных черных дыр в моделях инфляции

1.1 Спектр возмущений кривизны и его вычисление

1.2 Примеры спектров возмущений кривизны с пиками

1.2.1 Двугорбый потенциал

1.2.2 Потенциал Коулмена-Вайнберга

1.2.3 “Крученый” потенциал

1.3 Инфляционная модель с “бегущей массой”

1.3.1 Описание модели

1.3.2 Расчет спектра скалярных возмущений

1.3.3 Эффекты квантовой диффузии
Глава 2. Спектры масс первичных черных дыр и ограничения на спектр первичных скалярных возмущений
2.1 Спектр масс первичных черных дыр
2.1.1 Общие формулы
2.1.2 Модели гравитационного коллапса
2.1.3 Временная зависимость гравитационного потенциала
2.1.4 Спектр мощности с максимумом
2.2 Спектры фотонов и нейтрино от испарения первичных черных дыр
2.3 Ограничения на спектр флуктуаций с максимумом

2.4 Ограничения на модель с “бегущей массой”
2.5 Первичные черные дыры как темная материя
Глава 3. Первичные черные дыры и фон индуцированных гравитационных волн
3.1 Фон гравитационных волн и его возможные источники
3.1.1 Генерация гравитационных волн во время инфляции
3.1.2 Модели прехитипга
3.1.3 Фазовые переходы первого рода в ранней Вселенной
3.1.4 Космические струны
3.1.5 Сценарии “до большого взрыва”
3.1.6 Модели мира на бране
3.1.7 Испарение первичных черных дыр
3.2 Генерация индуцированных гравитационных волн
3.2.1 Связь частоты с массой горизонта
3.2.2 Вычисление спектра гравитационных волн

3.2.3 Случай 5-пика в спектре скалярных возмущений
3.2.4 Расчет плотности энергии гравитационных волн
3.3 Пик конечной ширины
3.3.1 Зависимость от ширины пика
3.3.2 Сравнение с возможностями эксперимента
3.4 Максимально возможный фон индуцированных гравитационных волн
3.5 Модель инфляции с “бегущей массой”
3.6 Обсуждение результатов

Глава 4. Экспериментальный поиск черных дыр на финальной стадии испарения
4.1 Поиск испаряющихся первичных черных дыр в окрестности Земли
4.2 Теоретическая неопределенность спектра фотонов от испарения черной дыры
4.3 Расчет энергетических и временных характеристик гамма-всплесков
4.3.1 Модель с прямой фрагментацией кварков
4.3.2 Хромосферные модели
4.3.3 Временные характеристики всплесков
4.3.4 Аппроксимационные формулы
4.4 Возможности экспериментального поиска и обсуждение имеющихся результатов
Заключение
Список литературы

lg к [Mpcf1]
Рис. 8: Результат расчета спектра Vjг(к) для модели с “крученым” потенциалом. Использован следующий набор параметров: Л = 136.717; Л = 5 х 10~14; для пиков сверху вниз, В = 0.11155; В = 0.111; В = 0.05.
го усиления флуктуаций, получаются в результате точного численного решения уравнений для возмущений. Рассмотрение на основе приближенных формул, отбрасывающих некоторые члены, опасно: оно может приводить к неверным выводам. Так, в работе [32] потенциал Коулмена-Вайнберга был также, как и (30) отброшен как не годящийся для “производства” ПЧД. Численные расчеты, проведенные тем же автором с соавторами через 10 лет [67], позволили “реабилитировать” этот потенциал.
1.2.3 “Крученый” потенциал
Потенциал, предложенный в работе [31], имеет изгиб, который при надлежащем подборе параметров приводит к замедлению темпа инфляции и нарушению “медленного скатывания”:
У{ф) = {1 +Аф3 - Вф). (35)