宇宙学放大扰动理论的基本构建模块

在宇宙学标准模型中，大尺度结构的演化仅在壳层交汇发生之前是适定的，在壳层交汇处粒子轨迹似乎相交。超过这一点，演化方程变得不可预测，微扰方法失效。我们表明，在广义相对论中，对于膨胀的 FLRW 时空上明确定义的初始过密度，在焦散形成之前会形成物质视界。物质视界最早由 Ellis 和 Stoeger 于 2010 年识别为动力学因果边界，它包围了结构形成实际发生的时空子区域。我们构建了一个用于测线汇传播的多尺度分层框架，该框架通过在物质视界处切断时空并粘接到另一个具有相反方向的时空，从而避免了壳层交汇奇点。我们识别了多尺度分层框架与宇宙学放大 N 体模拟方法之间的关系，并将脱离哈勃流的局部子区域与宇宙学放大 N 体模拟中的感兴趣区域联系起来。最重要的是，多尺度分层框架提供了一种更稳健的实现边界条件的方法，这可以使宇宙学放大 N 体模拟方法受益。