宇宙学微扰理论语言下的非球对称Szekeres模型
广义相对论与量子宇宙学
2017-04-05 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们研究了Szekeres尘埃模型（一种非球对称的爱因斯坦方程精确解）所提供的宇宙结构演化的非微扰描述，与ΛCDM背景下尘埃源的宇宙学微扰理论（CPT）动力学之间的差异与等价性。我们展示了如何用“精确涨落”形式的演化方程来描述Szekeres模型的动力学，这些方程在所有阶上完全归约为共动等时规下的CPT演化方程。我们显式地说明了Szekeres线性化精确涨落如何作为标准CPT线性微扰（作为随机场给出）的特定（确定性）实现，但与后者不同，它们可以被精确演化至完全非线性区域。我们证明了两个重要结果：（i）曲率微扰的守恒（在所有尺度上）对于ΛCDM背景下精确Szekeres涨落的适当近似也成立；（ii）Szekeres模型的不同坍缩形态在非线性阶导致来自红移空间畸变的增长因子具有不同的函数形式。线性CPT中使用的基于度量的势以线性化Szekeres模型的参数形式计算，从而使我们能够将结果与其他规度下的线性CPT结果联系起来。我们相信这些结果为在当前宇宙学研究中考察非微扰广义相对论的作用提供了坚实的起点。
引用
@article{arxiv.1701.00819,
title = {Non-Spherical Szekeres models in the language of Cosmological Perturbations},
author = {Roberto A. Sussman and Juan Carlos Hidalgo and Ismael Delgado Gaspar and Gabriel German},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.00819},
year = {2017}
}
备注
V2: Minor comments and a couple of references added. Version accepted for publication in PRD