低红移下的光度距离与各向异性天空采样：一项数值相对论研究
宇宙学与河外天体物理
2021-12-01 v3 广义相对论与量子宇宙学
摘要
当今大多数宇宙学数据分析依赖于 Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）度规，其为当前标准宇宙学模型的基础。在此框架内，我们日益精确的数据与理论预测之间正显现出有趣的分歧。因此，探索在精确 FLRW 宇宙学框架之外进行宇宙学分析的潜力是合理的。本工作中我们采用红移中一般的光度距离级数展开，不作均匀性或各向同性假设。该框架将允许对近未来低红移宇宙学巡天进行完全模型无关的分析。我们在现实结构形成的数值相对论模拟中，针对位于不同环境及具有不同天空覆盖程度的观测者，计算了光度距离级数展开的等效观测“Hubble”、“减速”、“曲率”与“急动（jerk）”参数。在“公平采样”天空下，我们发现对于 200 Mpc/h 尺度（对应于模拟模型宇宙中约 0.05 的密度对比），“Hubble”与“减速”参数的宇宙方差为 0.6% 与 4%。在此基础上，我们发现典型观测者在同一参数上测得的最大天空方差为 2% 与 120%，相对于大尺度 FLRW 模型中的对应值。我们的工作表明，在宇宙学分析中纳入低红移各向异性对于得出关于我们宇宙的正确结论可能十分重要。
引用
@article{arxiv.2103.11918,
title = {Luminosity distance and anisotropic sky-sampling at low redshifts: a numerical relativity study},
author = {Hayley J. Macpherson and Asta Heinesen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.11918},
year = {2021}
}
备注
20 pages, 12 figures, v2: matches published version in Phys. Rev. D, v3: updated results to match erratum