T-spheres as a limit of Lemaitre-Tolman-Bondi solutions
在托尔曼模型中存在两个完全不同的解分支--一般的Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）解和作为特例的T球解。我们表明，尽管如此，T-球可以得到作为一类LTB解决方案的限制，没有起源和扩展到无穷大的面积半径接近常数。结果表明，T模型的所有奇异性都继承自相应的LBT解的奇异性。在这样做时，T球的圆盘型奇点类似于壳交叉。
2005-09-21 astro-ph gr-qc hep-th
A Fortran Code for Null Geodesic Solutions in the Lemaitre-Tolman-Bondi Spacetime
本文介绍了Fortran 77代码SIMU，版本1.1，设计用于数值模拟的观测关系，沿过去的零测地线在勒梅特-托尔曼-邦迪（LTB）时空。SIMU的目的是寻找平均密度的尺度不变解，但由于其完全模块化，它可以很容易地适应于任何需要LTB的零测地线解的应用。在1.1版中，数值输出可以由GNUPLOT绘图软件包读取，以产生完全的图形输出，尽管其他绘图例程可以很容易地适应。详细的代码的子程序进行了讨论，并显示了其输出的一个例子。
2002-05-22 astro-ph gr-qc
Hawking radiation from the quantum Lemaitre-Tolman-Bondi model
在以前的论文中，我们得到了引力坍缩的LTB模型的Wheeler-DeWitt方程的精确解。本文从精确解出发，导出了非边缘束缚模型中的霍金辐射。我们表明，一个非零的能量函数不会破坏（近似）普朗克光谱附近的地平线。我们还可以可靠地计算Bogoliubov系数的修正，因为我们的解是精确的。通过超越近视界区域获得的修正，并示出引入额外的灰体因子，修改从黑洞辐射的黑体光谱。
2007-03-01 astro-ph gr-qc hep-th
Supernovae Ia observations in the Lemaitre--Tolman model
本文的目的是检验具有真实的不均匀物质分布和没有宇宙学常数的模型是否可以解释超新星的变暗，从而可以将其解释为宇宙的加速。本文采用最简单的非均匀模型，即Lemaitre-Tolman模型，研究了非均匀物质分布对光传播的影响。这些分析表明，小尺度上的真实物质波动会导致振幅在0.15等左右的剩余哈勃图中的亮度波动，因此可以模拟加速。但在大规模上是不同的。所有这些亮度波动随着距离的增加而减小，因此，如果不引入宇宙学常数，就不能解释超新星在高红移下的变暗现象。本文的结论是，如果不引入宇宙学常数，具有真实物质分布的模型（即密度对比度的变化与在局域宇宙中观察到的相似）就不能解释观测到的超新星变暗现象。
2008-04-11 astro-ph gr-qc
Structure, mass and distance of the Virgo cluster from a Tolman-Bondi model
我们应用相对论性的Tolman-Bondi模型对室女星系团的183个星系样本进行了研究，这些星系的测量距离都在M87的8度半径范围内。我们发现，样本是显着污染的背景星系，导致过大的集群的平均距离，如果不排除。托尔曼-邦迪模型的预测，加上螺旋星系的HI不足，使人们能够识别这些背景星系。其中一个这样的星系在6个具有造父变星距离的校准星系中被清楚地识别出来。由于托尔曼-邦迪模型预测了室女座距离的预期距离比，这个星系仍然可以用来估计室女座距离，6个星系的平均值为15.4 +- 0.5 Mpc。我们清楚地发现了著名的背景星系群，以及将这些星系群连接到主星系团并落入主星系团的星系丝。根据我们的分类，对室女星系团的51个真实成员样本应用B波段Tully-Fisher方法，得到星系团距离为18.0 +-1.2 Mpc，大于造父变星的平均距离。最后，用同样的模型估算了室女星系团的质量，在距星系团中心8度范围内（半径2.2 Mpc），质量为M = 1.2 × 10^{15} Msun，相当于1.7维里质量。
2001-06-14 astro-ph
Formation of voids in the Universe within the Lemaitre-Tolman model
我们开发模型的空隙形成从一个小的初始波动在重组和增长到一个现实的现今密度分布与观察空隙。该模型的建设是一个扩展以前开发的算法，找到一个勒梅特-托尔曼度量，两个配置文件之间的密度或速度指定在两个时间演变。4个配置文件的关注-那些密度和速度在重组和在今天-两个可以指定和其他两个来自派生的模型。我们发现，为了重现现今的空隙密度分布，初始速度分布比初始密度分布更重要。将当前CMB观测结果外推到与原始空洞相关的尺度是非常不确定的。尽管如此，我们发现，要使初始密度和速度波动幅度都足够小，并且到今天仍然获得现实的空洞是非常困难的。
2004-11-30 astro-ph gr-qc
Exact Lemaitre-Tolman-Bondi solutions for matter-radiation decoupling
导出了爱因斯坦方程的一类新的解，为宇宙膨胀辐射时代的宇宙物质提供了物理上合理的流体动力学描述。这些解的特征在于具有耗散流体源的LTB度量，满足以下条件：（i）非平衡态变量满足相对论性和非相对论性理想气体混合物的状态方程，其中忽略了后者的内能，（ii）混合物组分的粒子数独立守恒，（3）粘滞应力与动力学理论提供的剪切粘滞系数一致，符合扩展不可逆热力学的输运方程和熵平衡定律。在退耦的金斯质量是相同的数量级的重子主导的模型。
2001-03-23 astro-ph gr-qc
Investigations of the Local Supercluster Velocity Field II. A study using Tolman-Bondi solution and galaxies with accurate distances from the Cepheid PL-relation
一个由32个具有造父变星PL关系（Lanoix 1999）精确距离模的星系组成的样本被用来研究本星系团（室女座）超星系团的动力学行为。我们使用解析的Tolman-Bondi（TB）解决方案嵌入在Einstein-deSitter宇宙（q_0=0.5）的球对称密度过剩。使用12个星系θ =30度的中心，我们发现了一个质量估计为1.62 M维里的室女星系团。这与Teerikorpi等人（1992）的发现一致，即TB估计值可能大于Tully和Shaya（1984）的维里质量估计值。我们的结论并不严格依赖于我们从SNe Ia（Lanoix 1999）建立的全球H_0=57 km/s/Mpc的初始选择。室女座星系区以外的其余星系不同意这个值。最后，我们还发现了一个TB-解决方案与H_0和q_0引用产生正好一个维里质量的室女星系团。
1999-10-21 astro-ph
Magnetized Tolman-Bondi Collapse
通过研究弱磁化Tolman-Bondi时空的非均匀坍缩，研究了磁化物质的引力坍缩。通过观察相邻粒子世界线的收敛来分析场的作用。特别是，我们确定的Raychaudhuri方程中的磁相关的应力，并使用托尔曼-邦迪度量，以评估其对崩溃的尘埃的影响。我们发现，尽管该领域的低能级，洛伦兹力占主导地位的崩溃的高级阶段，导致强烈的各向异性收缩。此外，在所有的磁应力中，那些抵抗崩溃的磁应力增长得更快。
2006-02-25 astro-ph gr-qc
Kinematics of the local universe IX. The Perseus-Pisces supercluster and the Tolman-Bondi model
我们研究了英仙座-双鱼座（PP）超星系团的质量分布和坠落模式。首先，我们使用维里和其他估计量计算PP中心部分的质量，PP是一个半径为15/h Mpc的球体，中心位于（l，b）=（140.2°，-22.0°），d=50/h Mpc。我们得到M_{PP} = 4 - 7 /h 10^{15} M_{sun}，质光比为200 - 600 h M_{sun} / L_{sun}，过密度δ \approx 4。将PP周围的径向平均平滑密度分布输入到Tolman-Bondi（TB）方程中，该方程针对不同的宇宙学进行计算：Ω_0 = [0.1，1]，Ω_Λ = 1-Ω_0或0。结果我们得到了向PP中心的下落速度。将TB的结果与Tully-Fisher的KLUN数据集的特征速度进行比较，得到了当Ω_0 = 0.2 - 0.4和v_{inf} < 100 km/s时，本星系群向PP中心坠落的最佳拟合。TB方法在复杂环境中的适用性，如PP，N体模拟测试。
2001-09-06 astro-ph
Tolman-Bondi collapse in scalar-tensor theories as a probe of gravitational memory
在引力常量变化的宇宙学模型中，还不清楚原始黑洞是否保持形成时期的$G$值。我们利用Tolman-Bondi模型研究了平坦Friedmann宇宙中尘埃坍缩形成黑洞时背景标量场的演化。假设标量场对度规的反作用可以忽略不计，我们发现在事件视界的标量场的值很快就呈现出背景宇宙学的值。这表明引力记忆非常少。
2002-10-08 astro-ph gr-qc
Mimicking Dark Energy with Lemaitre-Tolman-Bondi Models: Weak Central Singularities and Critical Points
关于是否可以用非均匀宇宙学模型（如球对称的勒梅特-托尔曼-邦迪（LTB）模型）来解释观测到的宇宙加速，一直有很多争论。有人声称，在这些模型中的中央观察员可以观察到一个局部加速度，这将违反一般定理。我们解决的矛盾，注意到，许多已被探索的模型包含一个弱奇点在观察者的位置，使他们非物理的。在没有这个奇异性的情况下，我们证明了LTB模型必须有一个正的中心减速参数$q_{0}$，与一般定理一致。我们还表明，它是可能实现一个负的表观减速参数在非零红移的LTB模型，不包含这个奇异性。然而，我们发现其他奇点，往往出现在LTB模型试图匹配光度距离数据时，这些通常限制了红移的范围，这些模型可以模拟观测加速宇宙。例外的模型确实存在，可以扩展到任意大的红移，而不会遇到这些病理，我们展示了如何构建这些。这些特殊的模型表现出负的有效状态方程参数的区域，这可能会下降到负一，但我们没有找到任何奇异性的模型，同意观察。此外，基于充满灰尘的LTB度量的模型可能无法再现所观察到的大尺度结构的特性。
2006-07-14 astro-ph gr-qc
On Modelling a Relativistic Hierarchical (Fractal) Cosmology by Tolman's Spacetime. III. Numerical Results
本文提出了数值解的特殊Lemaitre-Tolman模型近似的分形行为沿过去的光锥，如本系列的论文I（0807.0866）中讨论的。讨论了数值问题的初始条件，给出了进行数值积分的算法。结果发现，数值解是刚性跨越平曲界面所需的初始条件的问题。空间均匀的弗里德曼模型被视为特殊情况下的Lemaitre-Tolman解决方案和数值求解。将论文II（0807.0869）关于爱因斯坦-德西特模型的结果推广到$K = \pm 1$模型，发现开和闭弗里德曼模型沿着后向零锥也不保持均匀，随着接近大爆炸奇点超曲面，体积（平均）密度消失。分形解，即代表平均和平滑的单一分形的解，在所有三类勒梅特-托尔曼度规中都得到了，但只有双曲的解与观测结果一致，这意味着可能的弗里德曼背景宇宙必须是开放的。通过数值模拟得到的最佳分形度量的演化，位似自相似性，比较各自的空间均匀的情况下，在宇宙学中的拟合问题进行了分析。最后，对一些学者提出的反对分形宇宙学的意见进行了讨论。
2008-07-07 astro-ph gr-qc
On Modelling a Relativistic Hierarchical (Fractal) Cosmology by Tolman's Spacetime. I. Theory
本文研究了观测到的大尺度结构的不均匀性的相对论模型，提出了这种结构可以被描述为自相似分形系统的假设。层次聚类的概念是确定与分形分布和使用分形思想在相对论模型中提出的问题进行了讨论，以及它们的关系，哥白尼和宇宙学原理。空洞，星系团和超星系团被假定为一个平滑的分形结构的一部分，描述了一个勒梅特-托尔曼解决方案。对Pietronero（1987）提出的牛顿模型的基本概念进行了重新解释，并将其应用于这种非均匀弯曲时空。这个分形系统也被假定有一个交叉的同质性，导致一个“瑞士奶酪”型模型，由内部勒梅特-托尔曼度量和外部灰尘弗里德曼解决方案。计算了两个时空之间的Darmois连接条件，并获得了内部区域的观测关系，以便将模型与观测进行比较。建立了内部时空的微分方程，并设计了一种数值策略来寻找代表过去光锥分形行为的特定托尔曼解。
2008-07-07 astro-ph gr-qc
New variables for the Lema\^ıtre-Tolman-Bondi dust solutions
我们重新检查的Lemâitre-Tolman-Bondi（LTB）解决方案与尘埃源承认对称中心。我们考虑作为自由参数的解决方案的初始值函数：$Y_i$，$ρ_i$和$\Ri$，通过限制曲率半径，$Y\equiv \sqrt{g_{θθ}}$，静止质量密度，$ρ$，和三维Ricci标量的静止框架，$\R$，到一个任意的正则柯西超曲面，$\Ti$，标记为常数宇宙时间（$t=t_i$）。使用$Y_i$固定的径向坐标和拓扑结构（同胚类）的$\Ti$，并缩放的一维尺度因子$y=Y/Y_i$的时间演化，我们表明，动力学，正则性条件和几何特征的模型是由$ρ_i$，$\Ri$和适当构造的体积平均值和对比度函数中定义的不变标量表示的$\Ti$。这些量导致初始条件的直接表征，根据$\Ti$的不均匀性的性质，作为对称中心周围的密度和/或曲率超密度（"团块“）和欠密度（”空隙“）。一般来说，只有具有初始密度和曲率块的模型在没有壳交叉奇点的情况下演化，尽管与同时大爆炸相关的特殊初始条件允许初始密度和曲率空洞的规则演化。发现特定的限制，以便$t>t_i$的定期演变是可能的初始空隙。为在构建LTB模型时使用新变量以及绘制所有相关量提供了逐步指南。
2001-05-23 astro-ph gr-qc
On Modelling a Relativistic Hierarchical (Fractal) Cosmology by Tolman's Spacetime. II. Analysis of the Einstein-de Sitter Model
本文研究了在相对论层次（分形）宇宙学的背景下，在文件I（0807.0866）中发展的空间均匀爱因斯坦-德西特宇宙模型。爱因斯坦-德西特模型被视为勒梅特-托尔曼时空的一个特例，通过适当选择后者的三个任意函数得到。计算了该模型沿过去光锥的观测关系，并对它是否具有分形行为进行了研究。结果发现，爱因斯坦-德西特模型似乎并不保持均匀沿测地线，它也没有沿向后零锥的分形特征。
2008-07-07 astro-ph gr-qc
On spatial volume averaging in Lema\^ıtre--Tolman--Bondi dust models. Part I: back reaction, spacial curvature and binding energy
我们提供了一个全面的分析研究（严格的和定性的）的存在条件的一个积极的运动学反反应项$\QQ>0$，在布歇特的标量平均形式主义适用于球对称的Lemaintre-Tolman-Bondi（LTB）尘埃的解决方案，其中平均域作为球形共动区域包含一个对称中心的背景下。为了研究$\QQ\geq 0$的存在条件，我们引入了适当的体积和准局域平均泛函，并在此过程中，我们还探讨了各种LTB构型的反反应、空间曲率和结合能之间的关系.反作用项对于所有具有负空间曲率的“双曲”正则域都是正的，无论是在全径向范围内还是在径向渐近范围内。这个结果也是有效的，如果这些域包含一个内部的“椭圆”区域，正曲率进行局部塌陷。对于正空间曲率渐近减小的某些情况，正反作用的条件仍然可以满足，但似乎更具限制性。由于$\QQ>0$是一个积极的“有效”的加速，将模仿暗能量的效果（在布歇特的形式主义的背景下）的必要条件，我们研究这个问题在LTB模型在后续文件（第二部分）。
2009-12-21 astro-ph gr-qc hep-th
Can a dust dominated universe have accelerated expansion?
最近，有人提出，宇宙明显的加速膨胀不是由于宇宙学常数，而是由于物质分布的不均匀性。在这项工作中，我们研究了一类特定的非均匀模型，可以解析地解决，即尘埃为主的Lemaitre-Tolman-Bondi宇宙模型。我们表明，它们不允许加速宇宙膨胀。
2006-06-19 astro-ph
Inhomogeneous spacetimes as a dark energy model
托尔曼-邦迪非均匀时空被用作Ia型超新星数据的宇宙学模型。它被发现，与某些参数的选择模型拟合的数据，以及标准的$Λ$ CDM宇宙学。
2006-05-22 astro-ph gr-qc
