时空剪切对宇宙引力波的必要性

我们证明，对均匀各向同性宇宙的一般无剪切扰动必然是无声的，不含任何引力波。我们分两步证明。首先确立这些宇宙的无剪切扰动是无加速度的，且背景宇宙中的流体流动测地线映射为扰动宇宙中的自身。该效应进而解耦了扰动时空 Weyl 张量电场部分与磁场部分的演化方程，磁场部分不再包含任何张量模。尽管驱动潮汐力的电场部分确有由各向异性应力源起的张量模，这些模在时间切片上每点均作均匀振荡而无波传播。我们还展示了由热流旋度源起的涡矢量波的存在。该分析显示了剪切张量在膨胀宇宙中产生宇宙引力波的关键作用。