协变宇宙学：哈勃参数的观测者依赖性

哈勃参数的低红移和高红移测量值之间的差异正成为对标准宇宙学模型的严峻挑战。我们在一般时空中开发了对哈勃参数的协变宇宙学分析，该分析完全独立于模型，因此可作为对该张力稳健评估的一部分。这里的重点不在于张力，而在于理解物理膨胀率与其被观测者测量之间的关系——这对于独立于模型的测量和测试至关重要。我们在一般时空中定义了物理哈勃参数及其多极矩，并首次推导出了日心观测者测得的多极矩的协变洛伦兹变换。该分析被扩展到了协变减速参数。当前对膨胀各向异性的宇宙学测量存在差异和分歧，其中一些可能是由于未应用运动观测者的正确变换而产生的。日心观测者将探测到一个偶极矩，该偶极矩不仅由多普勒效应产生，还由剪切引起的像差效应产生。原则上，观测者可以测量内禀剪切各向异性和观测者相对于物质的运动速度——而无需任何关于特殊速度的知识，特殊速度是规范依赖的，在协变方法中不会出现。这些结果的实际实现将在后续文章中研究。我们进一步表明，哈勃参数、红移和光度距离（或星等）之间的标准宇宙学关系在洛伦兹变换下不是不变的，并且仅在物质参考系中成立。应用标准宇宙学关系的运动观测者应该用红移因子校正光度距离——否则会预测出错误的偶极矩和虚假的八极矩。