基于第二阶宇宙学扰动理论中的 Jeans 滤波函数对偶质子物质涨落的解析描述

宇宙扰动理论提供了描述扩张宇宙中物质能量密度场演化的基本框架，为理解 $\Lambda$CDM 范式下大尺度结构形成提供了基础。我们提出了一种解析方法来描述由冷暗物质(CDM)和偶质子物质组成的混合流体中涨落的演化。假设宇宙受普朗克几何引力控制，我们使用 Vlasov 方程推导了该混合宇宙流体的运动方程，through baryonic effects 通过应力张量，其中仅考虑偶质子压力的贡献。我们引入 Jeans 滤波函数作为一种贴合工具，允许我们以 CDM 为轨迹来描述偶质子涨落，我们获得了该涨落的解析描述——这与当前该领域所接受的计算进步相比是一种新颖且不寻常的方法。通过对运动方程进行单次迭代获得一阶和二阶解，旨在识别滤波尺度在二阶理论中相对于一阶理论的行为，以及在无需显式计算的情况下对物质功率谱的某些影响。首次获得这些解的全部解析推导。最终，我们获得了密度场和速度场中偶质子涨落的解析表达式，这些表达式可轻易求值并为理解偶质子在宇宙大尺度结构中的作用提供了宝贵见解。Consequently，这些结果揭示了压力效应如何移动滤波尺度，以及包括这一成分如何影响诸如过滤质量和压力支撑成分温度等参数。