Szekeres I类模型中的引力熵
广义相对论与量子宇宙学
2022-08-03 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
引力熵是一个难以捉摸的概念。各种理论提议已被提出，最初基于Penrose的Weyl曲率假说及其变体。Clifton、Ellis和Tavakol（CET）最近提出了一个新方案，通过由Bel-Robinson张量的“平方根”代数分解（与Weyl张量相关的最简单无散度张量）所产生的有效应力-能量张量构造的Gibbs方程来定义此种熵。迄今为止，所有引力熵提议都应用于高度受限和对称的时空，我们在本文中探究CET方案在一类较少理想化的时空（Szekeres I类模型）中的适用性，该类模型能够描述任意数量结构的联合演化：过密度区和空洞，均置于渐近CDM背景上的选定空间位置。通过使用合适的协变变量及其涨落，我们发现CET熵产生为正的充要条件是密度涨落与Hubble膨胀涨落之积为负号。为检验该理论结果的可行性，我们数值计算了围绕中心球状空洞的两个拉长过密区域的CET熵产生，它们均从最后散射时期的初始线性扰动联合演化为当今Mpc尺度的CDM结构。我们表明，在最后散射之后的所有时刻，在结构生长发生且精确密度增长模占主导的精确空间位置，CET熵产生为正。本文提供了在结构形成背景下对引力熵提议的最少理想化（且物理上最稳健）的探查。
引用
@article{arxiv.2205.02985,
title = {Gravitational Entropy in Szekeres Class I Models},
author = {Fernando A. Pizaña and Roberto A. Sussman and Juan Carlos Hidalgo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.02985},
year = {2022}
}