含非均匀各向同性暗能量的广义LTB模型：观测约束

我们考虑在具有几 Gpc 典型尺寸的暗能量非均匀、球对称、等曲率（平坦）聚集区中的中心观测者和偏心观测者。这种聚集区可能由例如最近形成的、核心尺寸接近哈勃尺度的全局单极子产生。在这种情况下，通过与众所周知的拓扑暴胀类比，我们将拥有可被称为“拓扑第五元素”的事物。我们证明了与 3\sigma 水平的 Union2 Ia 型超新星（SnIa）数据一致的此类暗能量非均匀性的最小共动半径 $r_{0min}$ 为 $r_{0min}\simeq 1.8$ Gpc。正如预期的那样，对于足够大的非均匀性半径 $r_0$（$r_0 > 4$ Gpc），中心处最佳拟合的暗能量密度分数 $\Omega_X,in$ 趋近于相应的 LCDM 值 $\Omega_X,in =0.73$。利用 Union2 数据，我们证明了观测者偏离非均匀性中心的最大允许偏移量 $r_{obs-max}$ 约为 $0.7 r_0$，这符合哥白尼原理。该模型自然地预言了低 CMB 多极矩的首选轴及其排列的存在。然而，来自 CMB 偶极矩大小的对 $r_{obs-max}$ 的约束仍然是对哥白尼原理的严峻挑战，并导致即使对于大至 $r_0=7$ Gpc 的非均匀性半径，也有 $r_{obs-max}<110$ Mpc。