Friedmann-Robertson-Walker 度规中对称性的物理基础
综合物理
2018-09-14 v2
摘要
现代宇宙学理论基于 Friedmann-Robertson-Walker (FRW) 度规。该度规常以共动坐标表示，作为爱因斯坦方程的一个著名解，其优雅且高度实用的形式归功于作为其基础的宇宙学原理和 Weyl 假设。然而，这些对称性背后存在物理机制，且尚未被完全认识。在本文中，我们从球对称线元的一般形式推导出 FRW 度规系数，并证明由于共动参考系恰好也处于自由落体状态，FRW 中的对称性仅对零主动质量介质有效。换言之，宇宙学中的理想流体时空仅当其物态方程为 rho+3p=0（其中 p 为总压强，rho 为总能量密度）时，才能正确地写为 FRW 形式。现在有令人信服的观测证据支持这一结论，包括 Alcock-Paczynski 测试，该测试表明只有零主动质量的 FRW 宇宙学与最新的模型无关重子声学振荡数据一致。
引用
@article{arxiv.1601.04991,
title = {Physical Basis for the Symmetries in the Friedmann-Robertson-Walker Metric},
author = {Fulvio Melia},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.04991},
year = {2018}
}
备注
7 Pages. Final published version