Upload
sharon-kelly
View
75
Download
6
Embed Size (px)
DESCRIPTION
عالم اولیه. Presentation Title. تعادل ترمودینامیکی در عالم. شرط تعادل ترمودینامیکی در هر عنصر حجم dv : آهنگ واکنش فوتونها و ذرههای دیگر بزرگتر از پارامتر هابل: قانونهای ترمودینامیک در این شرایط معتبراند. عالم اولیه: غلبۀ تابش. برهمکنشهای با واسطۀ بورونهای پیمانهای - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
عالم اولیه
PRESENTATION TITLE
تعادل ترمودینامیکی در عالم
شرط تعادل ترمودینامیکی در هر عنصر حجم •dv:
آهنگ واکنش فوتون ها و ذره های دیگر بزرگ تر از پارامتر هابل:
قانون های ترمودینامیک در این شرایط •
معتبر اند.
H
عالم اولیه: غلبۀ" تابش
برهم کنش های با واسطۀ4 بورون های پیمانه ای
تعادل ترمودینامیکی
هیچ برهم کنشی توان ایجاد تعادل ترمودینامیکی ندارد!آیا برهم کنش های ناشناخته ای
وجود دارد؟
sec10
10
10
/
38
16
162
122
2
2
t
GevT
GeVm
TmmT
T
H
T
Pl
PlPl
عالم اولیه: غلبۀ" تابش
ثانیه
ثانیه
2
2
10
5.5
104
MeV
Tt
m
TH
t
Pl
دوران غلبۀ4 ماده
شروع تشکیل ساختارها
برابری چگالی ماده و تابش
و ه4ا ی4ون از ه4ا اتم تش4کیل الک4ترون ه4ا؛ دوران ب4ازترکیب؛ ش4روع واجفت ش4دگی م4اده و
تابش
شروع دوران غلبۀ" ماده
eVT
yt
eVT
st
eVT
yst
dec
dec
rec
rec
eq
eq
26.0
000.350
3.0
10
1.0
1010
13
411
31
معادلۀ" حالت شارۀ" کیهانی
P=w𝛠حالت کلی
w= دوران غلبۀ4 تابش
0 w=دوران غلبۀ4 ماده
فشار ناشی از حرکت :سؤالکهکشان ها
N< P=m <2
W= 10-6
1
3
c2
<2>
Equation of State
Iانبساط بی در روی عالم
kT
1
انبساط بی در روی عالم
قانون اول ترمودینامیکd [(ρ + p)v] = vdp
قانون دوم ترمودینامیکTdS= d(ρv )+ pdv
انتروپی
V
T
pS
Entropy Density
T
p
V
Ss
Entropy per co-moving volume
Entropy density
Entropy density for relativistic particles
3Ts 3 a
s
nN
TpaS /)(3
Matter Dominance
Phase space distribution
Momentum is red shiftedEnergy red shift
Temperature behavior of massive particles
1)]1/[exp( dTEf
2
1
aE
ap
2 aT
مرگ گرمائی
-1894/1200-1263هرمان فون هلمهولتز1821
کاشف قانون پایستگی انرژیقانون دوم ترمودینامیک: انرژی عالم در نهایت •
به طور یکنواخت در عالم پخش می شود و هر تفاوت دما از بین می رود. پس عالم به یک حالت
مرگ گرمائی می رسد: آرامش جاودانه
آیا این نتیجه گیری هلمهولتز درست است؟•
باریون زایی
نظری4ه ه4ای اتح4اد ب4زرگ: اتح4اد ب4رهم کنش ه4ای ق4وی، •ض4عیف، و الکترومغن4اطیس و ن4یز ک4وراک ه4ا و لپت4ون
ها در چارچوب یک نظریۀ" میدان پیمانه ای
:GUTدو نتیجۀ" مهم •تق4ارنی 1 بی ب4ا ع4المی ب4ه ب4اریونی تق4ارن ب4ا ع4الم .
باریونی تحول می یابد: توضیح نسبت باریون به فوتون امروزی
. تک قطبی های مغناطیسی پایدار و ابرسنگین.2
Baryon to Photon RatioNumber of particles in a co-moving
volumeBaryon number in any co-moving
volume is conserved
After electron-positron annihilation eras
n
n
ns
nn
s
n
BB
bbB
7
s
nN
Baryon number of the universe
Very few anti-baryons
Baryon number conservation
Since electron-positron annihilation era
)(27410:
)(1074.27
)(1081.3
)(1013.1
21010
28
29
25
hn
n
hB
hs
nB
hnn
B
B
BB
BNB
Entropy per Baryon
Constraint from nucleosynthesis
Baryon number equivalent
Entropy per baryon of the universe is a high number
1
10
1010106
107104
10
101
1111
1010
BB n
s
n
n
B
اولین آزمون های مدل استاندارد کیهانشناسی
تشکیل اولین باریون ها و مزون ها از ترکیب کوارک ها و پادکوارک ها
تولید هسته های سبک هیدروژن، دوتریوم، لیتیوم
شکست تقارن کایرال )دستیت(
هسته زایی آغازی
عالم اولیه: گذار فاز و شکست تقارن (SSBخود به خودی )
زمان پالنک :گرانش کوانتومی؟
گذار فاز اتحاد بزرگ
گذار فاز الکترو ضعیف
به هنگام گذار فاز بیضی نورون های پیمانه ای و
ذرات دیگر از طریق سازوکار هیگز جرم دار می
شوند.
GeVT
t
GeVTGeV
t
GeVTt
300
10
1010
1010
1010
8
1614
3834
1943
وابستگی دما
ثابت بودن انروپی d(𝛠a3)=-d(a2)
= 𝛠 ذرات نسبیتی𝛠 a-4 ذرات نانسبیتی:
1
3