Modifiye Ediılmiş Chaplygin Gazı Enflasyonu

Abstract

Gözlemlere göre evrenimiz homojen ve izotropik yapıda, Hubble parametresine bağlı olarak genişliyor. Evrenin homojen ve izotropik yapısı büyük ölçeklerde geçerlidir. Uzayın homojen olması maddenin heryerde eşit dağılım göstermesi ve izotropik olması ise her yönde eşit şekilde dağılmasıdır. Uzayın farklı noktalarından gelen kozmik mikrodalga arkaplan ışınımı hemen hemen aynı sıcaklıklardadır. Büyük ölçeklerde yaklaşık homojen yapıya sahip olan evren, küçük ölçeklerde kütle çekiminin etkisi ile hızlarda değişme göstererek homojen olmayan yapıları meydana geliyor. Büyük patlama modelinde düzlük problemi ve ufuk problemi vardır. Buna çözüm olarak enflasyon teorisi öne sürülmüştür. Enflasyon teorisi evrenin ivmelenerek genişlemesi olarak bilinir. Enflasyonun gerçekleştiği enerji seviyesi GUT (büyük birleşme dönemi)ölçeği civarındadır. Günümüzdeki gözlemler Friedman-Robertson-Walker uzayına k = 0’da uyumlu olduğunu gösterir. Ancak, homojen FRW modeli Kozmik Mikrodalga Fon (CMB) radyasyonunda izotropik olmaması, evrendeki madde dağılımı ve galaksilerin olu¸sumu gibi sorulara cevap verememektedir. Bu yüzden homojen FRW modelinin etrafındaki tedirgemeleri sınıflandırmak bunların evrimini incelemek yapı oluşumunu anlamak için çok önemlidir. Enflasyon ise bu 10􀀀5 mertebesindeki tedirgemelerin kaynağının kuantum dalgalanmaları olduğunu söylemektedir. Evrenin ivmelerek genişlemesinin keşfi, kozmolojik sabit gibi davranan pozitif yoğunluklu ve negatif basınca sahip bir madde (karanlık enerji)ihtiyacını doğurmuştur. 2001 yılında Kamenshchik ve arkadaşlarının kullandığı Chaplygin gaz diye bilinen egzotik akışkan, FRW kozmolojisinde kozmik ivmelenmeyi karanlık enerji olmadan açıklamaya çalışmışlardır. Cevabını bulmaya çalıştığımız soru hem ilk dönem (enflasyon) hem de son dönem ivmelenmesinin sebebi Modifiye edilmiş Chaplygin gazı mıdır? BICEP2 gözleminin verileri kullanılanılarak modellerin serbest parametreleri belirlenmiş ve bunun sonucunda Modifeye edilmiş Chaplygin gaz modelinin enflasyon için uygun bir aday olmadığı belirlenmiştir.

The most important feature of our universe is its large scale homogeneity, isotropy and almost flatness. This feature ensures that observations made from our single vantage point are representative of the universe as a whole. Metric defining the universe is Friedmann RobertsonWalker (FRW) which is homogeneous spatially and isotropic, expands with the same speed in each space direction. Let’s look at the initial conditions characterizing matter. There are two things that we have to know about initial conditions. How the matter is distributed in space, i.e. its location, and how they are moving, i.e. its initial field of velocities. Inflation is proposed to solve initial condition problems. These problems are homogeneity, isotropy (horizon) problem and flatness problem. We consider an inflationary model in the presence of modified Chaplygin gas,and also a recently proposed, extended Chaplygin gas in the context of quintessence cosmology. Using the recent observational data of BICEP2 we fix the free parameters of the models and check if the extended and modified Chaplygin gas models are suitable candidates for inflaton.