安全简化非均匀宇宙中红移漂移计算：基于 LTB Swiss-cheese 模型的洞见

宇宙加速膨胀的发现是天文学中最重要的发现之一。然而，加速膨胀仅通过间接方式被测量。红移漂移提供了直接探测宇宙膨胀历史的手段，其符号揭示源头和观察者之间是加速还是减速。其检测将标志天文学的一个重大里程碑，提供了演化膨胀率的第一次直接测量。鉴于其知识论意义，必须理解其测量可能受何种偏置。一种可能的偏置来源来自宇宙结构。然而，由于在一般非均匀宇宙中计算红移漂移在计算上具有挑战性，需要求解24个耦合常微分方程。本文使用 Lemaître-Tolman-Bondi Swiss-cheese 模型表明，仅需两个主导贡献即可实现至 z=1 的百分级精度。这使得将完整的24个ODE系统简化为标准的平行光方程，显著简化了计算。\newline\indent 虽然我们的分析基于理想化的 Swiss-cheese 模型（具有球形结构），但我们期望类似的简化适用于更复杂的情景，包括宇宙 N 体模拟。我们的分析为面向更广泛范围非均匀宇宙的高效红移漂移计算提供了实用且稳健的框架。