在宇宙学模拟中纳入弯曲几何

空间曲率是从观测中 routinely 约束的基本宇宙学参数之一。对观测的前向建模，特别是大尺度结构，通常依赖于大型宇宙学模拟。虽然所谓的分离宇宙方法可以在小子体积中考虑曲率对膨胀率的影响，但非欧几里得几何更难容纳。当可观测值在大距离上计算时，例如光子从高红移处传播到我们这里时，这一点变得重要。在此，我们提出了一种完全相对论的框架，用于运行具有弯曲空间几何的宇宙学模拟。边界条件的一致性问题通过将弯曲时空的球冠嵌入平坦外部区域中的一个孔洞来解决，使其能够自由膨胀。引力的几何本质在我们的框架中得以明确表达，使得对弯曲区域内部可观测值的一致前向建模成为可能。我们的方法同样适用于任何牛顿代码，只需对初始条件和后处理进行修改即可获得良好近似。