Observational Tests of Cosmological Inflation

این کتاب بیانگر نتایج کارگاه تحقیقاتی پیشرفته تحت حمایت ناتو با عنوان "آزمون‌های مشاهده‌ای تورم" است که در دانشگاه دورهام، انگلستان در 10 تا 14 دسامبر 1990 برگزار شد. در سال‌های اخیر، مدل تورم کیهانی جهان‌های فیزیک ذرات، کیهان‌شناسی نظری و نجوم رصدی را در کنار هم قرار داده است. هدف از برگزاری این کارگاه گردهمایی کارشناسان در تمامی این زمینه ها برای بحث در مورد وضعیت فعلی تئوری تورم و پیش بینی های مشاهده ای آن بود. ساده‌ترین مدل تورم پیش‌بینی‌های واضحی را ارائه می‌کند که با مشاهدات نجومی قابل آزمایش هستند. مهم‌ترین پیش‌بینی این است که پارامتر چگالی کیهانی، خیر، باید مقداری متفاوت از مقدار بحرانی اینشتین دی سیتر 00=1 داشته باشد. پیش‌بینی اصلی دیگر این است که طیف نوسانات چگالی اولیه باید گاوسی باشد و به شکل هریسون-زلدوویچ باشد. این پیش‌بینی که n=l، به‌طور واضح، منجر به چندین پیامد مهم برای کیهان‌شناسی می‌شود. اولاً، تناقض آشکاری با محدودیت‌های چگالی باریون ناشی از بیگ‌بنگ وجود دارد که منجر به این حدس رایج شده است که ذرات با برهمکنش ضعیف به جای باریون‌ها ممکن است جرم غالب کیهان را تشکیل دهند. ثانیاً، با n =l، اگر ثابت هابل و سن قدیمی‌ترین خوشه‌های ستاره‌ای در محدوده‌های اعتقادی فعلی‌شان قرار بگیرند، سن کیهان به طرز ناراحت کننده‌ای کوتاه است.

This book represents the proceedings from the NATO sponsored Advanced Research Workshop entitled "Observational Tests of Inflation" held at the University of Durham, England on the 10th-14th December, 1990. In recent years, the cosmological inflation model has drawn together the worlds of particle physics, theoretical cosmology and observational astronomy. The aim of the workshop was to bring together experts in all of these fields to discuss the current status of the inflation theory and its observational predictions. The simplest inflation model makes clear predictions which are testable by astronomical observation. Foremost is the prediction that the cosmological density parameter, no, should have a value negligibly different from the critical, Einstein-de Sitter value of 00=1. The other main prediction is that the spectrum of primordial density fluctuations should be Gaussian and take the Harrison-Zeldovich form. The prediction that n =l, in patticular, leads to several important consequences o for cosmology. Firstly, there is the apparent contradiction with the limits on baryon density from Big Bang nucleosynthesis which has led to the common conjecture that weakly interacting particles rather than baryons may form the dominant mass constituent of the Universe. Secondly, with n =l, the age of the Universe is uncomfortably short if o the Hubble constant and the ages of the oldest star clusters lie within their currently believed limits.