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由重子引力粒子构成的宇宙表现得像ΛCDM宇宙

广义相对论与量子宇宙学 2014-09-11 v2

摘要

利用广义相对论中N体问题的近似解,以及“任意点局部各向同性原理”,我们构建了一个零曲率的宇宙学模型,用于一个仅由无碰撞引力点粒子组成的宇宙。结果不是目前认为的零压弗里德曼模型,而是一个很好地再现了暗现象的模型。我们假设存在三个连续的时期具有这种性质,分别由自由原子、恒星和星系形成。当然,我们使用了高度理想化的视角来看待从非耦合原子到星系这一非常复杂的过程,但它使我们能够获得每个时期的能量密度形式为ρ(a)=3H028πG(Ωba(1+α)a3+f(a)) \rho(a)=\frac{3H_0^2}{8\pi G}\left(\frac{\Omega_{ba}(1+\alpha)}{a^3}+ f(a)\right) ,其中α\alpha是一个常数,我们将其识别为暗物质,f(a)f(a)是尺度因子的函数,在星系形成时为零,在当前时期几乎恒定,我们将该常数识别为宇宙学常数。我们的模型参数是重子密度Ωba \Omega_{ba}和红移z"i,zi,zi z"_i, z'_i, z_i ,分别对应于原子和辐射的有效退耦、恒星形成和星系形成。该模型建立了星系形成纪元与暗物质和暗能量数量之间的关系,例如,在zi11z_i \approx 11处形成星系产生ΩΛ=0.683\Omega_{\Lambda}=0.683;函数f(a)f(a)预测最近在红移z0.6z\approx 0.6 处开始加速,正如ΛCDM\Lambda CDM模型一样。因此,暗现象可能与对无碰撞引力粒子气体动力学描述的修正有关。

关键词

引用

@article{arxiv.1405.0399,
  title  = {Universe made of baryonic gravitating particles behaves as a \Lambda CDM Universe},
  author = {Miguel Portilla},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1405.0399},
  year   = {2014}
}

备注

Article, 29 pages, 9 figures. Addition of final comments, references, and an appendix to the previous version. Some errata in sections 3.2, 8, 8.1.2, and 8.3 have been corrected