具有一致热力学的辐射-物质混合源的非均匀精确宇宙学解

我们推导了一类新的爱因斯坦方程精确解，为辐射时代（$10^6 K > T > 10^3 K$）在核合成与退耦之间的宇宙学物质提供了物理上合理的流体动力学描述。这些解以具有粘性流体源的Lema\^{\i}tre-Tolman-Bondi度规为特征，并满足以下条件：(a) 平衡态状态变量满足超相对论和非相对论理想气体混合物的状态方程，其中后者的内能已被忽略；(b) 混合物组分的粒子数独立守恒；(c) 粘性应力与扩展不可逆热力学的输运方程和熵平衡定律一致，其中剪切粘滞系数由“辐射气体”模型的动力学理论提供。(a)、(b) 和 (c) 的满足将初始条件限制为一个初始值函数 $\Delta_i^{(s)}$，该函数与初始超曲面上每重子光子熵涨落的空间梯度平均值有关。对微波宇宙辐射观测各向异性的约束以及退耦发生在 $T=T_{_D}\approx 4\times 10^3$ K 的条件给出了一个估计值：$|\Delta_i^{(s)}|\approx 10^{-8}$，这可与原始熵涨落的界限相关联。退耦时的金斯质量与重子主导的扰动模型（$\approx 10^{16} M_\odot$）具有相同的数量级。