Zeldovich 烤饼的内部结构

我们使用此前引入的拉格朗日方案研究了在Einstein-de Sitter宇宙中平面扰动的演化。推导了一个近似的离散动力学系统，用以定性描述质量团聚过程。从中获得定量的晚期密度轮廓预测，并通过数值模拟进行验证。主要结果是，对于质量为M、围绕宇宙坐标r*的坍缩对象的密度轮廓，具有尺度regime：ρ(r)~M/d(|r-r*|/d)^{-1/4}。团聚的特征尺度，d~(t/t_0)^{4/9}，是宇宙时间t的递增函数。因此，大部分质量总是位于密度递减的区域内。这表明，三维自引力运动在Einstein-de Sitter宇宙中并不足以有效驱动结构形成。这些结果与采用粘性正数的粘附模型（即黏性Burgers方程）的类似研究进行比较，其中团聚更快，三维动力学有效。我们进一步研究了两个质量团聚体之间的相互运动，表明它们在较长时间内围绕彼此振荡，像两个“重粒子”。两个团聚体中单个粒子在团聚体间相互作用时间尺度上未能有效混合。