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瑞士奶酪宇宙中的光锥平均

天体物理学 2008-11-26 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

我们分析了一个玩具瑞士奶酪宇宙学模型以研究平均化问题。在我们的模型中,奶酪部分是 EdS 模型,空洞部分由 LTB 解构建。我们研究了光子在瑞士奶酪模型中的传播,并找到了一个现象学均匀模型来描述可观测量。遵循基于光锥平均的拟合程序,我们发现膨胀标量不受不均匀性的影响,这是由于球对称性所致。然而,密度作为红移函数的光锥平均受到不均匀性的影响。这种效应产生的原因是,随着宇宙的演化,光子在(大)空洞中花费的时间比在(薄)高密度结构中越来越多。描述密度光锥平均的现象学均匀模型类似于共识模型。虽然瑞士奶酪模型中唯一的源是物质,但该现象学均匀模型的表现仿佛具有暗能量成分。最后,我们研究了现象学模型的状态方程如何依赖于不均匀性的尺度,发现状态方程参数 w0w_0waw_a 遵循幂律依赖关系,其标度指数等于 1。也就是说,状态方程线性依赖于光子穿过空洞的距离。我们得出结论,在我们的玩具模型中,空洞的当前尺度必须约为 250 Mpc 才能模拟共识模型。

关键词

引用

@article{arxiv.0710.5505,
  title  = {Light-cone averages in a swiss-cheese universe},
  author = {Valerio Marra and Edward W. Kolb and Sabino Matarrese},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0710.5505},
  year   = {2008}
}

备注

20 pages, 14 figures; replaced to fit the version accepted for publication in Phys. Rev. D