宇宙非均匀性与拟合问题

观测宇宙学为我们提供了大量高精度数据，这些数据被用于推导试图“平均”再现我们可观测宇宙区域的模型。大多数此类尝试是在假设大尺度均匀性的 Friedmann-Lemaître 宇宙学框架内实现的。然而，通过对不断增加尺度上的结构的观测，我们知道这些模型仅仅是对平滑或平均后的非均匀底层模式的近似。无论如何，在对宇宙进行建模时，通常的方法是使用表示速度场运动学标量的连续函数，隐含地假设它们代表了相应细尺度非均匀量的体平均值，然后将它们代入爱因斯坦方程中求解，从而给出模型及其对任意定义的若干参数的依赖关系。在广义相对论中，这种方法非常复杂，因为确定度规张量及由其计算出的量的方程是高度非线性的。由观测数据确定先验假设的 FLRW 模型参数的方法所引发的问题，正是由 Ellis 和 Stoeger 在 80 年代引起普遍关注的“拟合问题”。由于可用数据量的增加以及可假设均匀性的最小尺度的提高，该问题最近重新受到了关注。我们结合观测宇宙学和理论宇宙学的最新发展对这一问题进行探讨。