一般 LTB 尘埃模型中的反作用和有效加速
广义相对论与量子宇宙学
2015-05-27 v2
摘要
我们彻底检验了在正则一般球对称 Lemaitre-Tolman-Bondi (LTB) 尘埃模型中，存在反作用和“有效”加速（在 Buchert 平均形式论的背景下）的条件。通过考虑任意球面共动区域，我们严格验证了这些条件的满足情况，这些条件用每个区域边界处评估的适当标量变量表示。在以下情况下，所有区域必然发生有效减速：(a) 收敛到 FLRW 背景的模型的渐近径向范围，(b) 非真空双曲模型的渐近时间范围，(c) LTB 自相似解，以及 (d) 接近同时大爆炸。证明在以下情景中存在加速区域：(i) 中心真空区域，(ii) 中心（非真空）密度空洞，(iii) 收敛到 FLRW 背景的模型的中间径向范围，(iv) 收敛到闵可夫斯基真空的模型的渐近径向范围，以及 (v) 接近和/或与非同时大爆炸相交的区域。所有这些情景都发生在具有负平均和局部空间曲率的双曲模型中，尽管情景 (iv) 和 (v) 也可能发生在一类椭圆模型的低密度区域中，其中局部空间曲率为负但其平均值为正。有效减速参数的粗略数值估计在 -0.003 到 -0.5 之间。虽然在收敛到爱因斯坦-德西特背景的模型和经历引力坍缩的区域中不能排除加速区域的存在，但其条件非常严格。所获得的结果可能为更一般的非球对称模型中反作用和平均效应提供重要的理论线索。
引用
@article{arxiv.1102.2663,
title = {Back-reaction and effective acceleration in generic LTB dust models},
author = {Roberto A Sussman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1102.2663},
year = {2015}
}
备注
Final version accepted for publication in Classical and Quantum Gravity. 47 pages in IOP LaTeX macros, 12 pdf figures