宇宙结构形成后平衡的模型：从顶帽密度扰动得到的截断等温球

通过引力向扩张宇宙背景宇宙的形成，物体的后坍缩结构是星系形成理论中的关键要素。为此，我们重新考察了在未受扰动的背景宇宙中，对均匀球形密度扰动非线性增长结果——即宇宙学“顶帽”问题——的后果。我们采纳通常的假设，即顶帽解预测在有限时间内坍缩至无限密度的过程，由于初始扰动中小尺度不均匀性的增长而被快速的virial化所中断。我们将后坍克物体描述为均匀球形virial平衡状态，取而代之的是一种更自洽的描述，即作为virial和水动力平衡的截断、非奇异、等温球，首次对该球的有限压力边界条件进行正确处理。与均匀球和奇异等温球近似相比，这些结果在后坍克物体方面有着显著的差异。这些结果将对宇宙学中广泛应用的Press-Schechter等半经验模型产生重大影响。本文所述的截断等温球解，准确预测了CDM模型中X射线星团的virial温度和积分质量分布，这与详细的三维数值气体和N-body动力学模拟结果相符。这一解答使我们能够从解析方式推导出Evrard、Metzler和Navarro基于CDM模型模拟结果经验推导出的X射线星团的质量-温度和半径-温度标度定律。