来自仅由暗物质构成的牛顿 $N$ 体模拟的银沼尺度框架漂移向量势

一般相对论的效应通常被忽略于非线性结构演化中，其中传统上使用牛顿 $N$ 体模拟。 在后弗里德曼扩张框架下，一个为宇宙学专门设计的弱场相对论近似在Leading order出现一个由动量流动源的框架漂移gravito-magnetic向量势。 在该阶，向量势对度量有贡献，但不影响物质场的动力学，因为它不出现在欧拉方程中。因此，可以从标准 $N$ 体模拟中抽取该向量势，而该模拟的动力学是纯牛顿的。我们使用 Delaunay Tessellation Field Estimator 代码对 IllustrisTNG 模拟进行处理，扩展了前人的工作，以计算该向量势的功率谱直至银沼尺度。向量势的大小比扰动理论预测的大约大两个数量级，相对于非线性牛顿标量引力势，仅为 $1\% \sim 0.1\%$ 效应。在本文考察的红移范围内，gravito-magnetic效应仍次要，没有在结构演化的特定阶段出现任何增强，除了在低红移处的持续非线性增长之外。虽然这似乎暗示在 $\Lambda$CDM 模型中，显著的gravito-magnetic效应不贡献于宇宙结构的非线性演化，即不贡献于大质子动力学，但可能的观测后果（例如在引力透镜中）值得进一步探索。