აბასთუმნის ობსერვატორიის მკვლევარმა და ილიას სახელმწიფო უნივერსიტეტის დოქტორანტმა ოლგა ავსაჯანიშვილმა 2019 წლის 12 ივლისს დაიცვა დისერტაცია თემაზე “კოსმოლოგიური ფარული ენერგიის მოდელები: თეორია და დაკვირვებები” და მოიპოვა ფიზიკის დოქტორის აკადემიური ხარისხი.

აბსტრაქტი:

თანამედროვე კოსმოლოგიური დაკვირვებები გვიჩვენებენ, რომ სამყარო ფართოვდება აჩქარებულად. ამ აჩქარების მიზეზის დადგენა თანამედროვე კოსმოლოგიის ერთ-ერთი უდიდესი გამოცანაა. არსებობს პრობლემის ახსნის ორი გზა. პირველი გზა გულისხმობს, რომ სამყაროში არსებობს ე.წ. ფარული ენერგია (უარყოფითი წნევის ფარული სითხე), ხოლო მეორე გზის მიხედვით შესაძლებელია ფარდობითობის ზოგადი თეორიის დარღვევა დიდ მასშტაბებზე. ფარული ენერგიის უმარტივესი მოდელი გულისხმობს ვაკუუმის ენერგიის კონცეფციას, რომელიც აღიწერება ლამბდა კონსტანტით. ეს მოდელი, რომელსაც ეწოდება  ლამბდა ცივი ფარული მასის მოდელი Λ Cold Dark Matter (ΛCDM), წარმოადგენს სტანდარტულ კოსმოლოგიურ მოდელს. ΛCDM მოდელის თეორიული წინასწარმეტყველებები გასაოცრად კარგად ემთხვევიან დაკვირვებით მონაცემებს, თუმცა არსებობს რამდენიმე ამოუხსნელი ამოცანაც (მათ შორისაა, მაგალითად, საწყისი პირობების არაბუნებრივად ზუსტი შერჩევის პრობლემა). ΛCDM მოდელის ძირითად ალტერნატივას წარმოადგენს დინამიური სკალარული ველის მოდელი, ანუ φCDM მოდელი. ამ მოდელებში სივრცულად ერთგვაროვანი კოსმოლოგიური სკალარული ველი მიილევა პოტენციალის მინიმუმისაკენ. ამ მოდელებში არ დგება პარამეტრების დამთხვევის პრობლემა, რაც უფრო ბუნებრივად ხსნის დაკვირვებული ფარული ენერგიის სიმკვრივის სიმცირეს. სამყაროს გაფართოების გვიანი ეპოქის აჩქარების ალტერნატიული მიდგომა დაფუძვნებულია დაშვებაზე, რომ გრავიტაციის თეორია იცვლება კოსმოლოგიურ მასშტაბებზე. ამ ნაშრომში ჩვენ  Ratra-Peebles-ის პოტენციალით შევისწავლეთ სკალარული ველის მოდელებში მატერიის შეშფოთების ფონური გავრცელება და ზრდის ტემპი. ზრდის ტემპისა და ბარიონულ-აკუსტიკური რხევების პიკის პოზიციების ბოლოდროინდელი გაზომვებით ჩვენ შევიმუშავეთ ამ პოტენციალის მოდელის პარამეტრი α და მატერიის სიმკვრივის პარამეტრი Ω_m ასევე შევისწავლეთ სკალარული ველის მოდელები და მათი შესაძლო განსხვავება საბაზისო მოდელებისგან. ამ მიზნით, დაკვირვებითი მონაცემები, როგორიცაა გაფართოების სიჩქარე, კუთხური მანძილი და ზრდის ტემპის გაზომვები გამოვიყენეთ შემომავალი ფარული ენერგიის DESI-ს დაკვირვებიდან. ამ მოდელების ΛCDM მოდელთან შესადარებლად ჩავატარეთ ბაიესის სტატისტიკური ანალიზი და ვიპოვეთ, რომ ბაიესის კოეფიციენტები დიდი ალბათობით ადასტურებენ  ΛCDM მოდელს. ჩვენ ვიკვლევთ რამდენად კარგად შეუძლია შევალიე-პოლარსკი-ლენდერის (CPL) პარამეტრიზაციას სხვადასხვა სკალარული ველის მოდელების მიახლოება. ვადგენთ სკალარული ველის მოდელის ადგილს CPL პარამეტრიზაციის ფაზურ სივრცეში. ცვლადი მასის ნეიტრინოს მოდელში ვიკვლევთ ფერმიონული ველისა და სკალარული ველის ურთიერთქმედებას რატრა-პიბლსის პოტენციალის გამოყენებით. გამოყვანილია განტოლება, რომელიც აღწერს სამყაროს ევოლუციას ნეიტრინოების სკალარულ ველთან ურთიერთქმედების მომენტამდე (ე.წ. კრიტიკულ წერტილამდე) და კრიტიკული წერტილიდან დღევანდელ ეპოქამდე. გამოთვლილია სკალარული მამარავლის მნიშვნელობა კრიტიკულ წერტილში, ნეიტრინოს მასა კრიტიკულ წერტილში და ნეიტრინოს მასა დღევანდელ ეპოქაში, რომელიც დამოკიდებულია რატრა-პიბლსის პოტენციალის α პარამეტრზე.