动力场论：宇宙结构形成与涨落 - 耗散关系

基于 Bartelmann 等人最近开发的用于宇宙结构形成的动力场论 (Kinetic Field Theory, KFT) 形式体系，我们研究了宇宙结构形成中扩散与引力相互作用之间的运动学关系。在本文的第一部分，我们解释了 KFT 中的结构形成过程如何分离为三个过程：粒子扩散、由于初始动量相关性导致的结构积累，以及相对于粒子惯性运动的相互作用。我们通过考察 Born 近似下非线性密度功率谱的时间导数来研究这些过程。我们观察到，由于初始条件的高斯形式，扩散和积累处于微妙的平衡状态，而由这两个相反贡献相加产生的净扩散，其幅度随时间推移趋近于相互作用的贡献。这暗示了 KFT 中扩散与相互作用之间存在运动学关系。事实上，在第二部分，我们表明系统对任意梯度力的响应直接以运动学涨落 - 耗散关系 (fluctuation-dissipation relations, FDRs) 的形式与粒子扩散的演化相关联。这一结果与相互作用势无关。我们表明，这种关系根植于底层生成泛函的时间反演对称性。此外，我们的研究证明了源自纯运动学论证的 FDRs 如何可用于远离平衡的理论中。