The KBC Void: Consistency with Supernovae Type Ia and the Kinematic SZ Effect in a $Λ$LTB Model
从近红外线的标准化光度密度中，有大量且不断增加的观测证据表明，局部宇宙在数百兆秒差距的尺度上是欠密度的。我们测试我们的参数化的观测数据，这样一个“空”是兼容的最新的超新星Ia型数据和约束的视线奇特的速度运动的星系团相对于宇宙微波背景休息帧，被称为线性运动学Sunyaev-Zel 'dovich（KSZ）的影响。我们的研究是基于Keenan，Barger和Cowie（KBC）观察到的大局部空洞（LLV）径向分布和基于具有非零宇宙学常数的Lemaintre-Tolman-Bondi模型（$Λ$ LTB）的理论空洞描述。通过与217颗Ia型低红移超新星在红移范围$0.0233 < z < 0.15$内的比较，我们发现与KBC LLV相关的径向尺度上的测量光度距离-红移关系的一致性。我们评估的影响，KBC LLV在光的“本地”和“宇宙”的哈勃常数，$H_{0}$测量之间的紧张局势。我们发现，当KBC LLV的存在是完全占，这种紧张局势是减少从$3.4σ$到$2.75σ$。我们发现，以前的线性kSZ约束，以及新的南极望远镜（SPT）和阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT），是完全兼容的KBC LLV的存在。
2018-01-30 astro-ph.CO
A Scaling Relation in Inhomogeneous Cosmology with k-essence scalar fields
在LTB度量下，得到了非均匀宇宙学中球对称k-本质标量场$ϕ(r,t)$的标度关系.我们表明，这种标度关系减少到已知的关系时，一个均匀的宇宙学的LTB度规减少到Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）度规下的度量函数的某些标识。建立了k-本质拉格朗日量，并在假设$ϕ(r,t)=ϕ_{1}(r) + ϕ_{2}(t)$的条件下求解了欧拉-拉格朗日方程。这些解决方案使得LBT度量函数能够与字段相关。LTB非均匀宇宙表现出晚期加速膨胀，即由负压驱动的宇宙加速。
2016-02-03 astro-ph.CO gr-qc
CMB dipoles and other low-order multipoles in the quasispherical Szekeres model
几位作者之前已经证明，基于球对称LTB模型的Gpc尺度空洞可以很好地拟合某些宇宙学数据，包括SNIa数据，但只有当我们非常靠近中心时，它才与观测到的CMB偶极子一致，这违反了哥白尼原理。在这项工作中，我们调查了更一般的准球形Szekeres模型，其中不包括球对称，以确定这种选择是否可能是不那么紧缩。我们发现，观察者仍然被限制在一个小的区域，但它不是几何上的“特殊”作为一个LTB空洞的中心。此外，虽然LTB空洞中心附近的四极和八极必然很小，但某些Szekeres模型可以包括一个重要的四极，同时仍然与观察到的偶极子一致，暗示Szekeres模型可能能够解释观察到的四极/八极异常。
2019-07-19 astro-ph.CO gr-qc
Inhomogeneous solutions in $f(T,B)$ gravity
本文探讨了球对称Lemitre-Tolman-Bondi（LTB）尘埃模型的遥平行引力（TG）的精确解的可能性.我们将遥平行引力的形式推广到$f(T,B)$模型中，将其应用于LTB度规，可以看作是广义相对论中史瓦西解的类比。一个精确的LTB的解决方案是兼容的一个特定的$f(T,B)$模型，其观测约束是宇宙学可行的标准空间平坦的罗伯逊-沃克几何。
2022-01-17 astro-ph.CO gr-qc
Evolution of linear perturbations in Lemaître-Tolman-Bondi void models
研究了具有真实宇宙学初始条件的LTB空洞模型中线性扰动的演化。LTB模型中的线性微扰理论比标准弗里德曼宇宙中的复杂得多，因为不均匀的背景导致规范不变的微扰在一阶耦合。如Clarkson等人（2009）所示，演化受到需要数值积分的线性偏微分方程系统的约束。我们提出了一个新的数值方案，使用有限元方法来解决这个方程系统，并产生标量初始条件的基础上高斯随机场的潜在的功率谱的Barrant势。球谐分解后，初始涨落在时间上传播，每个规范不变变量的角功率谱的估计作为红移的函数计算。这允许以统计方式分析耦合强度。我们发现显着的耦合高达$25\%$的大而深的空隙的Gpc规模所需的，以适应距离红移关系的SNe。
2015-03-27 astro-ph.CO gr-qc
Analytic formulae for CMB anisotropy in LTB cosmology
局域空洞模型最近引起了相当大的关注，因为它可以解释目前宇宙的明显加速膨胀，而不引入暗能量。然而，为了证明这个模型是标准$Λ$ CDM模型（FLRW宇宙加上暗能量）的替代宇宙学模型，人们必须通过各种观测来测试这个模型，比如CMB温度各向异性，而不是SNIa的距离-红移关系。为了这个目的，我们推导出一些解析公式，可以用来严格比较这个模型的结果与CMB各向异性的观测，并放置在空洞模型中的观察员的位置上的限制。
2010-04-09 astro-ph.CO
Inhomogeneous and anisotropic Universe and apparent acceleration
本文介绍了LTB-Bianchi I（平面对称）宇宙模型。研究并求解了爱因斯坦场方程。我们调查的影响，这种模型的宇宙，特别是这些结果是重要的，在理解的效果的组合存在的非均匀性和各向异性的宇宙。在此LTB各向异性宇宙框架下分析了偏离UNION 2星表的观测星等-红移数据，得到了不包含任何暗能量的拟合结果。
2014-12-23 astro-ph.CO gr-qc
The Gravitational Lensing Effect on the CMB Polarisation Anisotropy in the Λ-LTB Model
局部空洞通过引力透镜改变了宇宙微波背景（CMB）偏振的天空分布模式，并从偏离中心的观测者的E模式产生B模式。为了观察这种效应是否可以用来检验局部空洞模型的有效性，我们计算这种透镜效应，通过求解传播的CMB偏振沿零测地线接近中央光锥在一般Lemaintre-Tolman-Bondi（LTB）模型微扰。特别地，我们给出了偏心观测者观测到的E和B的相关性的一般公式，并证明了对于相同的l值，E_l ^m和B_l ^m是相关的，即，<E_l ^mB_l'^m'>与δ_{1，l'}成比例，而<E_l ^mE_l'^m'>与δ_{1，l'}成比例。|l '-l|，1}。这一特征可用于区分星系中由局域空洞引起的引力透镜效应和由正常剪切场引起的引力透镜效应。
2011-02-02 astro-ph.CO
Spatial averaging and apparent acceleration in inhomogeneous spaces
作为解释宇宙加速的暗能量的替代，有人提出我们可能处于爱因斯坦场方程的勒梅特-托尔曼-邦迪（LTB）解所描述的非均匀各向同性宇宙的中心。为了检验这种可能性，有必要求解零测地线。本文首先详细推导了LTB模型中径向零测地线随红移变化的一组完全解析的微分方程。作为一个应用，我们使用这些方程表明，一个积极的平均加速度$a_D$在LTB模型通过空间平均可以与宇宙学观测不兼容。我们提供的例子，LTB模型与积极的$a_D$未能重现所观察到的光度距离$D_L(z)$。由于视宇宙加速度$a^{FLRW}$是通过将观测到的光度距离拟合到FLRW模型中得到的，我们得出结论，在一般情况下，LTB模型中正的$a_D$并不意味着正的$a^{FLRW}$。
2011-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
CMB observations in LTB universes: Part II: the kSZ effect in an LTB universe
本文研究了LTB宇宙模型中的运动学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应，该模型的距离-红移关系在红移$z\lesssim2$处与协调$Λ$ CDM模型一致.这个LTB宇宙模型有一个大小与哈勃视界尺度相当的空洞。我们首先在对退耦时刻的物理量作了一些简化假设的情况下，通过近似解析条件确定了LTB宇宙模型的退耦时刻。然后计算了在LTB宇宙模型的空间同动坐标系中静止星系团静止坐标系中观测到的宇宙微波背景各向异性。我们发现所得到的温度各向异性是由偶极子主导的，虽然可能存在较高的多极一般。我们可以把这种偶极各向异性解释为星系团相对于宇宙微波背景静止坐标系的漂移速度。因此，它产生了kSZ效应。我们计算了这种影响，并将其与观测数据进行了比较。我们发现，如果我们假设传统的绝热扰动方案在去耦时，星系团的漂移速度变得不可接受的大。相反，可以通过引入非绝热（即，原始等曲率）分量。然而，我们的结果表明，所需的等曲率扰动幅度是非常大的。
2010-09-16 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational entropy of local cosmic voids
我们对Clifton，Ellis和Tavakol（CET）提出的“引力熵”的演化进行了非微扰研究，研究对象是被描述为具有负空间曲率的球形欠密区域的$\sim 50-100$ Mpc大小的局部膨胀宇宙CDM空洞，其动力学由Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）尘埃模型确定，渐近于三种不同类型的FLRW背景：$Λ$ CDM、Einstein de Sitter和具有$Λ=0$和负空间曲率的“开放”FLRW。通过假设通用的近空间平坦和线性的初始条件，在最后的散射时间，我们研究分析和数值CET熵演化成一个完全非线性的制度，在我们目前的宇宙时间及以后。解析和数值分析都表明，后期的CET熵增长是由最后散射时刻的空间曲率的初始起伏幅度决定的。这种熵增长衰减到零的后期渐近时间范围内的所有空隙，但在$Λ$ CDM和开放FLRW背景的空隙以更快的速度。然而，仅对于$Λ$ CDM背景中的空隙，这种抑制对于CET熵本身达到终端平衡（或“饱和”）值是足够快的。如果$Λ=0$，则CET重力温度渐近地为零，并且对于$Λ$ CDM背景中的空隙，CET重力温度渐近地与$Λ$成比例。在线性政权的LTB的演变，我们的结果相吻合，定性和定量的，与以前的结果的基础上线性微扰理论。
2015-08-07 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic age test in inhomogeneous cosmological models mimicking $Λ$CDM on the light cone
利用$Λ$ CDM观测资料重建球对称非均匀Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）模式的可能性引起了广泛的关注。最近，重建了具有与$Λ$ CDM模型相同的亮度距离和光锥质量密度的LTB模型。在此模型中计算了我们所在位置的宇宙年龄，并由WMAP七年观测数据得到了年龄$t_{LTB}<11.7$ Gyr（2 $σ$置信水平）。这个结果与一些银河系的观测结果不一致。
2010-07-25 astro-ph.CO
The BEHOMO project: $Λ$LTB $N$-body simulations
我们的宇宙可能具有大尺度的非均匀性和各向异性，这不能用宇宙学的标准模型来解释，也就是说，$Λ$ CDM模型所建立的均匀和各向同性的FLRW度规可能无法准确地描述观测。目前，对非均匀背景下大尺度结构的演化还没有一个令人满意的认识。我们启动了Beyond Homogeneity and Isotropy宇宙学（BEHOMO）计划，用数值宇宙学的方法研究了非均匀$Λ$ LTB模型。理解大尺度结构的演化是用现在和未来的观测量约束非均匀模型并将标准模型置于更坚实的基础上的必要步骤。我们进行牛顿$N$体模拟，其准确性描述的背景演变检查对广义相对论的解决方案。相应的$Λ$ CDM模拟的大尺度结构也得到了验证。我们获得了有史以来产生的$Λ$ LTB模型的第一组模拟。数据产品包括11个快照之间的红移0和3.7的每一个已经执行的68个模拟，连同晕目录和透镜平面相对于21个快照，在红移0和4.2之间，总约180 TB的数据。我们计划在线性和非线性水平上研究微扰的增长，引力透镜，星系团的丰度和性质。数据可应要求获取。更多信息请访问valerio-marra.github.io/BEHOMO-project。
2022-05-31 astro-ph.CO gr-qc
Relativistic cosmology number densities in void-Lemaitre-Tolman-Bondi models
这项工作的目标是计算远红外选定的星系的数密度在共动框架和沿过去的光锥的观测约束LTB模型，并比较这些结果与他们的标准模型同行。在LTB模型中，我们利用不同的宇宙学距离定义导出了整数密度和微分密度。然后，我们计算了Herschel/PACS演化探测器（PEP）在标准宇宙学和空洞宇宙学中的组合场的光度函数的选择函数和一致性函数，由此我们导出了上述密度的观测值。我们使用Kolmogorov-Smirnov统计量来研究一致性函数的演化及其与源的共动密度的演化的联系。最后，我们拟合了沿着观察者过去光锥的密度的幂律行为。的共动数密度的分析表明，增加的灵活性的LTB模型是不够的，以适应观测到的红移演化的数量计数，如果它是专门为最近的最佳拟合巨空洞parametrisation。沿着观测者过去光锥的密度的幂律拟合的结果表明，在这里研究的两个宇宙学模型中，光度-距离体积上的整数密度的斜率约为-2.5 $\pm$ 0.1。微分数密度显示出更大的斜率差异。我们的结论是，微分数密度的观察者的过去的光锥仍然呈现依赖于宇宙模型的PEP调查的通量限制。此外，我们表明，必须假设源的内在演化，以适应在巨空洞参数化的LTB模型在这项工作中使用的共动数密度红移的演变。
2014-01-25 astro-ph.CO
A void in the Hubble tension? The end of the line for the Hubble bubble
宇宙可能具有超出标准范式的大尺度不均匀性，这意味着只有在比通常假设的$\sim$ 100 Mpc大得多的尺度上才能达到统计均匀性和各向同性。这意味着我们不一定是典型的观察者，哥白尼原理只能在超级哈勃尺度上恢复。在这里，我们不假设哥白尼原理的有效性，让宇宙微波背景，重子声学振荡，Ia型超新星，本地$H_0$，宇宙计时器，康普顿y-失真和动力学Sunyaev-Zeldovich观测约束的几何自由度的本地结构，我们参数化通过$Λ$ LTB模型-基本上是一个FLRW度规的非线性径向扰动。为了量化一个非哥白尼结构是否可以解释哈勃张力，我们特别注意计算非均匀宇宙中的哈勃常数，并通过贝叶斯因子和赤池信息准则进行模型选择。我们的研究结果表明，虽然$Λ$ LTB模型可以成功地解释了$H_0$张力，它是有利于相对于$Λ$ CDM模型，只有当一个单独考虑超新星的红移范围内，用于拟合哈勃常数，即$0.023<z<0.15$。如果考虑所有的超新星样本，那么$H_0$张力就没有得到解决，对$Λ$ LTB模型的支持就消失了。结合其他数据集，这种对哈勃张力的解决方案几乎没有帮助。最后，我们重建了我们的局部时空。我们已经发现，数据是最好的拟合与$δ_L \approx -0.04$和$r^{\mathrm{out}}_L \approx 300$ Mpc，其中，有趣的是，在95%的可信区域的边界上相对于标准模型的期…
2022-08-08 astro-ph.CO gr-qc
An alternative approach to modelling a cosmic void and its effect on the cosmic microwave background
我们应用我们的四为基础的方法来构建球对称的解决方案，在广义相对论建模一个空洞，并比较它与标准的Lemaintre-Tolman-Bondi（LTB）形式主义。特别是，我们构建的WISE-2 MASS星系巡天中天龙座方向观测到的空洞模型，以及相应的宇宙微波背景（CMB）在同一方向的普朗克数据中的温度衰减。我们发现，目前的密度和速度分布的空白没有很好地约束现有的数据，使从两种方法产生的空白模型可以有很大的不同，同时保持广泛的一致性与观察。我们强调的重要性，考虑速度以及密度分布约束空隙。
2018-04-09 astro-ph.CO gr-qc
Signature of $f\left(R\right)$ gravity via Lemaître-Tolman-Bondi inhomogeneous perturbations
本研究基于LTB度规和线性微扰理论，对比$Λ$LTB模型与约旦框架下$f(R)$引力的非均匀宇宙模型，发现后者径向扰动存在类汤川贡献且无发散，为区分宇宙加速的成因提供了新途径。
2024-05-15 astro-ph.CO gr-qc
Inhomogeneous cosmological models and $H_0$ observations
我们解决最近的一些错误的说法，$H_0$的意见是难以适应与LTB宇宙学模型，显示如何构建解决方案，在协议的任意值的$H_0$重写的精确解的无量纲参数和功能。这种方法可以应用于充分利用LTB的解决方案，在设计模型替代暗能量，而不作任何限制性或隐含的假设有关的不均匀性配置文件。同样的解决方案也可以用来研究结构形成的制度，其中微扰理论是不够的，爱因斯坦方程的精确解是必需的，或估计的影响，当地的非均匀性上的表观状态方程的暗能量。
2012-12-10 astro-ph.CO gr-qc
Lensing effects in inhomogeneous cosmological models
在引力透镜技术中发展起来的概念，如剪切、会聚、切向弧和径向弧，可以用来检验用来解释宇宙加速模型的非均匀模型的成立性。我们研究了广泛讨论的LTB宇宙学模型。事实证明，对于坐在全局LTB解的原点的观察者，剪切消失，就像在FRW模型中一样，而收敛的值不同，这可能导致可观察到的宇宙学效应。我们还考虑了瑞士奶酪模型最近提出的基础上LTB的观察员坐在FRW的一部分。结果表明，就径向弧和切向弧的形成而言，它们具有不同的行为。
2009-01-03 astro-ph.CO
Observational Constraint on Spherical Inhomogeneity with CMB and Local Hubble Parameter
我们从宇宙微波背景（CMB）的角功率谱和哈勃参数的局部测量中推导出一个以我们的位置为中心的空洞的球形不均匀性的观测约束。空穴的后期行为可以用所谓的$Λ$ -Lemaintre-Tolman-Bondi~（$Λ$ LTB）解很好地描述。然后，我们将模型限制为渐近齐次模型，每个模型都由平坦的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker模型近似。晚时$Λ$ LTB模型的参数化是由宇宙学常数和局域哈勃参数组成的。另外两个参数用于参数化观测到的距离-红移关系。然后，构造了与给定的距离-红移关系相容的$Λ$ LTB模型。包括CMB分析的常规参数，我们总共用七个参数来表征我们的模型。本地哈勃测量值反映在本地哈勃参数的先验分布中。通过对宇宙微波背景的温度各向异性和偏振各向异性的马尔可夫链蒙特卡罗分析，我们发现宇宙学常数为零的非均匀宇宙模型是不成立的。然而，我们周围的一个显着的低密度仍然与CMB的角功率谱和当地的哈勃参数兼容。
2018-03-12 astro-ph.CO gr-qc
Direct Measurement of the Positive Acceleration of the Universe and Testing Inhomogeneous Models under Gravitational Wave Cosmology
解释宇宙明显加速膨胀的一种可能性是，我们生活在一个球形不均匀宇宙的中心。虽然目前的观测不能完全区分$Λ$ CDM和这些非均匀模型，但直接测量宇宙的加速度可以成为探测它们的有力工具。我们已经证明，如果$Λ$ CDM是正确的模型，DECIGO/BBO将能够检测到正的红移漂移（这是源红移$z$的时间演化）在3- 5年的引力波（GW）观测的中子星双星，这使我们能够排除任何Lemaintre-Tolman-Bondi（LTB）空洞模型与单调增加的密度轮廓。我们甚至能够排除任何LTB模型，除非我们允许在$z\sim 0$处的不切实际的陡峭密度剖面。这个检验可以单独用GW观测来进行，而不需要任何电磁观测的参考，并且比使用莱曼$α$森林的红移漂移测量更强大。
2011-12-28 astro-ph.CO gr-qc
A fractal LTB model cannot explain Dark Energy
本文用Pantheon超新星数据检验具有分形维数和尺度跃迁的LTB宇宙学模型，证明在不引入非均匀大爆炸的前提下，分形跃迁无法解释暗能量，但可用于低尺度结构研究。
2023-02-23 astro-ph.CO gr-qc
Lemaitre-Tolman-Bondi Static Universe in Rastall-like Gravity
在这项工作中，我们试图获得一个稳定的Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）静态宇宙，它是球对称的和径向不均匀的。然而，这并不是一件容易的事，在广义相对论（GR）和各种修正的引力理论中都失败了，因为相应的LTB静态宇宙必须还原为Friedmann-Robertson-Walker（FRW）静态宇宙。我们在一种新型的修正引力理论中找到了出路，在这种理论中，能量和动量的能量守恒被打破了。在这项工作中，我们提出了一个新的修改原来的Rastall引力。在某种意义上，我们的类Rastall引力与GR和原始的Rastall引力有本质的不同。在类Rastall引力中，我们得到了LTB静态解，并详细讨论了LTB静态宇宙对均匀和非均匀标量扰动的稳定性。我们表明，一个LTB静态宇宙可以稳定在这个拉斯塔尔一样的引力。
2020-10-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Void and Density Walls Inhomogeneous Cosmic Web Cosmology
本文提出纳入宇宙空洞与密度壁非均匀结构的宇宙学模型，通过修改弗里德曼方程描述宇宙网对膨胀和扰动增长的影响，并以此解决哈勃张力和σ8张力。
2025-03-10 astro-ph.CO gr-qc
Probing the Inhomogeneous Universe with Gravitational Wave Cosmology
如果我们假设我们生活在一个球形非均匀宇宙的中心，我们就可以解释宇宙的明显加速膨胀，而无需引入未知的暗能量或修改引力理论。宇宙加速度的直接测量是区分$Λ$ CDM和非均匀模型的有力工具。如果$Λ$ CDM是正确的模型，我们通过对中子星双星引力波的5-10年观测，证明了DECIGO/BBO有足够的能力探测到源的正红移漂移。这使我们能够排除任何具有单调增加的密度分布的Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）空隙模型。此外，通过检测$z\sim 0$的正红移漂移，我们甚至可以排除一般的LTB模型，除非我们允许在$z\sim 0$不切实际的陡峭密度梯度。我们还表明，当我们考虑DECIGO/BBO和第三代爱因斯坦望远镜的联合搜索时，测量精度略有提高。该测试可单独使用GW观测结果进行，而无需参考电磁观测结果。
2012-04-07 astro-ph.CO gr-qc
Invariant characterization of the growing and decaying density modes in LTB dust models
本文利用LTB尘埃模型中与加权真体积平均相联系的准定域标量形式的精确密度扰动，得到了推广尘埃源线性扰动理论中密度增长和衰减模的协变表达式。这些密度模式和通用LTB模型的理论性质之间的关系进行了深入研究，通过一个动力系统，其相空间参数化的变量直接相关的模式本身的模型的演变。不存在壳交叉的条件以及模式上的符号条件成为定义相空间不变子空间的相互关联的流体流保持约束。在一般情况下（两种密度模式都是非零的），相空间轨迹的演化表现出预期的主导地位的衰减/增长的早期/晚期的演化时间定义的过去/未来的吸引子的渐近密度不均匀性。特别是，增长模式也是占主导地位的崩溃层，终止于未来的吸引子与“大挤压”奇点，这是从过去的吸引标记的“大爆炸”有质的不同。抑制的衰减模式修改早期的时间演化，与相空间轨迹出现从爱因斯坦-德西特过去的吸引子与均匀的条件。生长模式的抑制修改了后期的时间演化，因为相空间轨迹终止于与均匀状态相关联的未来吸引子。一般的结果得到有关的密度模式和渐近密度分布（团块或空隙）的类型的符号。一个严格的审查给出以前的尝试在文献中定义这些密度模式的LTB模型。
2013-09-13 astro-ph.CO gr-qc
CMB observations in LTB universes: Part I: Matching peak positions in the CMB spectrum
研究了球对称非均匀宇宙学模型中宇宙微波背景谱中的声峰。在光子-重子退耦时期，宇宙可以被假定为由非相对论性物质所支配，因此我们可以把辐射当作充满尘埃的宇宙中的一个试验场，用LTB解来描述。首先，我们给出了一个LTB模型，它的距离-红移关系在整个红移域上与协调$Λ$ CDM模型一致，并且在退耦之前和退耦之后，它能很好地近似于Einstein-de Sitter宇宙。我们利用伽莫夫判据确定了这个LTB宇宙的退耦时刻，并计算了声峰的位置。这样得到的结果与WMAP的数据不一致。然而，我们发现，可以通过适当修改的LTB模型，即，通过允许的距离红移关系的偏差，从协调$Λ$ CDM模型在$z>2$，目前没有观测数据的峰值位置。因此，如果我们放弃哥白尼原理，仍然有可能用不均匀性来解释宇宙明显的加速膨胀，而不必求助于暗能量。即使我们不采取这种极端的态度，它也表明，我们周围的局部各向同性不均匀性可能会严重影响宇宙密度含量的测定，除非适当考虑这种不均匀性的可能存在。
2010-06-15 astro-ph.CO gr-qc
CMB sky for an off-center observer in a local void I: framework for forecasts
宇宙不是完全均匀的，大尺度结构形成了过密区域和空洞。在本文中，我们考虑的可能性，我们占据了一个特殊的位置在我们的宇宙中，靠近一个局部欠密区域的中心，我们作为一个LTB空隙嵌入均匀和各向同性的宇宙模型。由偏心观测者在这个空洞中测量的CMB天空在统计上不是各向同性的。除了非随机CMB各向异性由于几何形状的模型，我们还观察到一个透镜状失真的CMB各向异性。在这篇文章中，我们提出了一个框架来预测的精度，我们可以测量的振幅的CMB温度各向异性的透镜状变形。为了说明的目的，我们将这种方法应用到一对夫妇的大规模的空隙模型不同的物质密度分布，我们表明，从普朗克卫星的CMB温度数据是潜在的能够检测到这里选择的大空隙的效果。一个配套文件将致力于不同的现实空洞模型的系统探索。
2019-12-06 astro-ph.CO gr-qc
Safely simplifying redshift drift computations in inhomogeneous cosmologies: Insights from LTB Swiss-cheese models
针对非均匀宇宙学中红移漂移计算复杂度高的问题，本研究利用LTB瑞士奶酪模型证明仅保留两个主要贡献项即可在z=1范围内达百分比级精度，将24个耦合常微分方程简化为标准零测地线方程，为高效红移漂移计算提供了实用稳健的框架。
2025-10-10 astro-ph.CO
Off-center observers versus supernovae in inhomogeneous pressure universes
精确的光度距离和视星等公式应用于Union 2 557超新星样本，以限制可能的位置以外的对称中心的球对称非均匀压力Stephani宇宙，这是补充非均匀密度Lemaintre-Tolman-Bondi（LTB）空洞模型。两个具体的模型进行了研究。第一个允许正压状态方程在对称中心，没有指定的比例因子函数（模式IIA），第二个没有正压状态方程在中心，但有一个明确的灰尘样的比例因子演变（模式IIB）。结果表明，即使在$3σ$ CL，偏离中心的观察者不能进一步远离约4.4 Gpc的对称中心，这是可比的，在LTB模型与最有可能的值的距离约为341 Mpc的模型IIA和68 Mpc的模型IIB的中心的空洞的大小。在$3σ$ CL处，对于IIB模型，偏离中心的观测者离中心的距离不能超过577 Mpc。经评估，表征不均匀性的最佳拟合参数为：$Ω_{inh} = 0.77$（无量纲-模型IIA）和$α= 7.31 \cdot 10^{-9}$ $(s/km)^{2/3} Mpc^{-4/3}$（模型IIB）。
2014-07-23 astro-ph.CO gr-qc
Evolution of radial profiles in regular Lemaitre-Tolman-Bondi dust models
我们进行了全面和严格的分析研究的径向配置文件的协变标量在定期勒梅特-托尔曼-邦迪尘埃模型的演变。我们特别考虑了“轮廓倒置”现象，其中密度、空间曲率或膨胀标量的初始团块轮廓可能会演变成空隙轮廓（反之亦然）。以前的工作在文献中的模型与密度空剖面和/或允许密度剖面反演给出了全面的推广，与一些错误的结果得到纠正。我们严格证明，如果假设没有壳交叉的演变，那么只有“丛空”反演可以发生在密度分布，只有在双曲线模型或负空间曲率的区域。空间曲率的配置文件遵循类似的模式的密度，与“丛空”反转只可能为双曲线模型或区域。然而，扩展标量的轮廓限制较少，轮廓反转必然发生在椭圆模型中。我们还研究了特殊的LTB配置中的径向轮廓：封闭的椭圆模型，同时大爆炸奇点的模型，以及由膨胀的双曲背景包围的局部塌陷椭圆区域。我们获得的一般分析语句允许设置正确的初始条件，以构建完全正则的LTB模型，对所有标量的轮廓及其时间演化具有任何特定的定性要求。所提出的结果可以是非常有用的，在指导未来的数值计算工作，这些模型，并在修订以前的分析工作，其所有的应用。
2010-06-09 astro-ph.CO gr-qc
Generalized LTB model with Inhomogeneous Isotropic Dark Energy: Observational Constraints
我们考虑在一个不均匀的，球对称的，等曲率（平）浓度的暗能量与几个Gpc的典型大小的中心和偏离中心的观察员。这样的浓度可能是由最近形成的核心大小接近哈勃尺度的全球性彗星产生的。在这种情况下，我们将得到与著名的拓扑暴胀相类比的所谓“拓扑精髓”。结果表明，这种暗能量不均匀性的最小同向运动半径r_{0min}为r_{0min} \simeq 1.8 Gpc，这与3σ水平的Union2 Ia型超新星（SnIa）数据一致.正如预期的那样，对于足够大的非均匀性半径r_0值（r_0 > 4Gpc），中心处的最佳拟合分数暗能量密度Ω_X，in接近相应的LCDM值Ω_X，in =0.73。利用Union2的数据，我们证明了观测者离不均匀中心的最大允许位移r_{obs-max}约为0.7 r_0，这符合哥白尼原理.该模型自然地预测存在一个优选的轴和低CMB多极对齐。然而，来自CMB偶极子的大小的对r_{obs-max}的限制仍然是对哥白尼原理的严峻挑战，并且导致即使对于大到r_0=7 Gpc的不均匀半径，r_{obs-max}也< 110 Mpc。
2011-03-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Weighed scalar averaging in LTB dust models, part I: statistical fluctuations and gravitational entropy
本文介绍了一种加权标量平均形式（“q-平均”），用于研究球对称Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）尘埃模型的理论性质和动力学。通过将q平均值应用于密度、哈勃展开和空间曲率（这是FLRW模型所共有的）而出现的“q标量”可以直接用曲率和运动学不变量表示，并且同样满足FLRW演化定律，而不需要表征Buchert平均值的反作用项。相对于q平均的局部和非局部波动和扰动通过曲率和运动学不变量的比率以及径向梯度的大小来传达不均匀性的影响。所有的曲率和运动学特征张量的模型表示为不可约的代数展开的度量和4-速度，其系数是q标量和它们的线性和二次局部波动。这些张量的所有不变收缩都是二次涨落，其q平均值与密度和哈勃展开标量的统计相关矩直接精确相关。我们探讨了这种形式主义的应用，Hosoya等人（2004年物理评论快报）提出的引力熵泛函的定义。92 141302）。我们表明，正熵产生遵循的密度和哈勃标量的波动之间的负相关性，提供了一个简短的轮廓，其履行在各种LTB模型和地区。虽然q-平均形式主义特别适合于LTB和Szekeres模型，但它可以为一般非均匀时空中标量平均的性质提供有价值的理论见解。
2013-02-15 astro-ph.CO gr-qc
Observational constraints on the LLTB model
我们直接比较的和谐LCDM模型的非均匀物质的LTB空洞模型所代表的替代品。为了实现一个“民主”的对抗，我们探讨了LLTB模型与非零宇宙学常数和执行全球似然分析的参数空间中的宇宙学常数和空洞半径。在我们的分析中，我们仔细考虑SNe，哈勃常数，CMB和BAO测量，边缘化的光谱指数，宇宙的年龄和背景曲率。我们发现，LCDM模型是不是唯一的可能性与观测兼容，只有当BAO约束放松，一个物质的空模型是一个可行的替代模型的和谐。此外，我们将表明，该地区的参数空间，使一个很好的适合的观察总是断开的结果，一个小的局部空隙并没有显着影响LCDM模型的参数提取。
2010-12-09 astro-ph.CO gr-qc
Thermodynamics and Lemaitre-Tolman-Bondi void models
在文献中，为了使物质主导的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克宇宙与广义热力学第二定律相容，必须调用暗能量或修正的引力。在这篇文章中，我们调查，如果在类似的精神，非均匀的宇宙学模型可以动机热力学的理由。我们研究了一个特殊的最小空隙Lemaitre-Tolman-Bondi非均匀模型，它与观测结果吻合得很好。一方面，我们发现与视视界相关的熵在热力学上并不是很好的行为，另一方面，正则Weyl曲率熵表现出令人满意的热力学行为。我们认为正则外尔曲率熵的演化可能是一个有用的方法来评估非均匀宇宙学的热力学可行性。
2014-06-19 astro-ph.CO gr-qc
Exact general relativistic lensing versus thin lens approximation: the crucial role of the void
我们在基于LTB度规的FRW宇宙学背景下，利用精确的广义相对论模型结构研究了宇宙学结构的引力透镜。测地线方程的积分原来是一个微妙的任务。我们认识到，使用秩8（7）和10（11）龙格库塔数值方法会导致数值效应，因此是不可靠的。所谓的半隐式Rosenbrock方法，然而，原来是一个可行的集成方法，我们的问题。然后将模型结构的不同密度分布的测地线方程的积分计算的偏差角与相应的薄透镜近似的偏差角进行比较。使用熟悉的NFW密度分布，它表明，独立的截断细节的薄透镜近似实质上不同于精确的相对论计算。对于不同的碰撞参量，偏转角的差异可高达约30%。然而，使用修改后的NFW密度分布与一个空隙，然后再去FRW背景，如所需的一个精确的广义相对论模型，薄透镜近似几乎完全符合广义相对论计算。
2013-04-18 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological model dependence of the galaxy luminosity function: far-infrared results in the Lemaitre-Tolman-Bondi model
这是第一个系列文件，旨在调查星系形成和演化的巨空类的Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）模型，最适合目前的宇宙学观测。在这里，我们调查的光度函数（LF）的方法，以及如何估计将受到宇宙学模型的变化，在其计算假设。目前的观测限制，允许宇宙学足以产生强大的LF结果？我们使用的远红外源目录建立在与赫歇尔/PACS仪器进行的观察，并选择作为PACS进化探测器（PEP）调查的一部分。Schechter配置文件中获得的红移箱z约4，假设在两个标准模型，即弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克度量与一个完美的流体能量动量张量，和非均匀的LTB尘埃模型，参数化，以适应当前的组合的结果来自超新星Ia的观测，宇宙微波背景，重子声波振荡共动体积。我们发现，假设标准模型和LTB空洞模型计算的光度函数一般表现出良好的协议。然而，在空洞模型中的暗端斜率显示出显着偏离标准模型红移0.4。我们证明，这一结果是不是人为造成的LF估计，原来是强大的下的差异，在物质-能量密度配置文件的模型。在暗端的LF斜率中发现的差异是由于源的光度的变化，这取决于模型的几何部分。由此可见，要么是标准模型高估了微弱源的数密度，要么是空洞模型低估了它。
2013-08-09 astro-ph.CO
Tension in the Void: Cosmic Rulers Strain Inhomogeneous Cosmologies
提出了替代暗能量的非均匀Lemaître-Tolman-Bondi（LTB）模型的新约束，重点关注具有空间独立大爆炸和重子分数的绝热剖面。根据渐近值计算了早期的重子声学振荡（BAO）标度，然后根据背景度规的测地线将BAO标度投影到不同的红移。此外，一个独立的模型的方法来约束当地的膨胀率使用超新星光度的先验。利用最新的WiggleZ合作组BAO观测数据和哈勃空间望远镜的局域膨胀率，结合Union-II Ia型超新星观测数据和宇宙微波背景声学峰的位置和高度，采用Markov链蒙特卡罗方法研究了Ω {out}=1和Ω {out} \leq 1的绝热GBH物质剖面所描述的宇宙学.在较高红移处添加BAO数据大大增加了它们的约束能力，并代表了此类模型的一个新缺点，产生了局部密度参数Ω_{in}>0.2的值，与使用超新星发现的值Ω_{in}<0.15相差3σ。这种情况并没有改善，如果渐近平坦性假设下降，贝叶斯分析表明，约束GBH模型被排除在高置信度。我们强调，这些都是纯粹的几何探针，只是最近才成为足够的约束，独立地排除了整个类的绝热LTB模型。
2012-08-17 astro-ph.CO
Conditions for low-redshift positive apparent acceleration in smooth inhomogeneous models
已知光滑的LTB模型不可能具有正的视在中心加速度。利用定域泰勒展开方法研究了低红移条件，得到了由LTB空间中中心观测者的光度距离$D_L(z)$导出的表观负减速参数$q^{app}(z)$，证实了中心平滑意味着正的中心减速.由于观测数据仅在红移大于零时可用，因此我们找到了定义中心光滑LTB模型的参数的临界值，该模型在$z>0$处给出了正的表观加速度，提供了$q_0^{app},q_1^{app}$平面中条件的图形表示，它们分别是零和一阶项中心泰勒展开的$q^{app}(z)$。最后，我们推导出一个坐标无关的表达式的基础上的红移，而不是在径向坐标的相关函数的扩展的表观减速参数。我们计算$q^{app}(z)$与两种不同的方法来解决零测地线方程，一个是基于一个本地的中心展开的解决方案的宇宙时间和其他一个使用的广义共形时间的精确解析解。解在宇宙时间方面的展开对于需要类空超曲面中时空的叶理的其他应用也是非常有用的，例如空间平均，这在广义共形时间坐标方面使用解析解更难以研究。
2013-05-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Cosmic Microwave Background in an Inhomogeneous Universe - why void models of dark energy are only weakly constrained by the CMB
Ia型超新星的变暗可能是哈勃尺度的物质不均匀性和空间曲率的结果，而不是暗能量成分存在的信号。这类模型的一个关键挑战是拟合宇宙微波背景（CMB）的详细光谱。我们提出了一个详细的讨论，在一个不均匀的宇宙中的小尺度CMB，专注于球对称的“空”模型。我们允许辐射的动力学效应，同时分析的问题，与其他工作，无意中微调其空间分布。这是一个令人惊讶的重要效应，我们得出了截然不同的结论。在宇宙微波背景辐射距离上开放的模型适合于宇宙微波背景辐射的功率谱，而不需要微调;这些模型也适合于超新星和当地的哈勃速率数据，这有利于高膨胀率。渐近平坦模型可能适合CMB，但需要一些额外的假设。我们认为，在这些模型中的辐射的充分治疗是必要的，如果我们要了解正确的约束，从CMB，以及其他观测依赖于它，如光谱畸变的黑体光谱，运动学Sunyaev-Zeldovich效应或重子声学振荡。
2011-02-21 astro-ph.CO gr-qc
Exploring the evidence for a large local void with supernovae Ia data
在这项工作中，我们利用最新公开的Ia型超新星（SN Ia）的汇编和实施一个良好的制定宇宙学模型的基础上Lemaitre-Tolman-Bondi度规存在的宇宙学常数$Λ$（$Λ$ LTB），以测试在$z\leq0.15$大的本地不均匀性的签名。在这个红移范围内的局部欠密度先前已经根据光度密度（LD）数据和星系数计数发现。我们使用Pantheon SN Ia数据集对可能的局部空洞的主要限制是：$z_{\rm size}=0.068^{+0.021}_{-0.030}$的红移大小; $δΩ_0/Ω_0=-10.5_{-7.4}^{+9.3}\%$在第16和第84次之间的密度对比。调查的可能性，以减轻目前的膨胀率$H_0$来自校准的本地SN Ia和高$z$宇宙微波背景数据的测量之间的$\sim9\%$不一致，我们发现大的本地空洞是一个非常不可能的解释单独，与以前的研究一致。然而，在Ia型超新星观测数据所允许的$\sim$ 100 Mpc尺度上的物质不均匀性水平，尽管在标准宇宙学模型的宇宙方差计算中没有预料到，但可能是基于Ia型超新星的距离阶梯测量中额外的系统误差的来源。拟合低红移Pantheon数据与削减$0.023<z<0.15$的$Λ$ LTB模型和泰勒扩展的光度距离公式，我们估计，这个系统误差总额为$1.1\%$对较低的$H_0$值。在Pantheon SN Ia数据中对局部各向异…
2019-12-17 astro-ph.CO
Two-point correlation function of density perturbations in a large void universe
本文研究了不采用哥白尼原理的球对称空宇宙模型中密度扰动的两点关联函数。首先，我们用非线性微扰理论的方法求解了非均匀宇宙模型中的微扰方程，得到了密度涨落。从所得到的解决方案，我们计算的两点关联函数，并表明它有一个局部各向异性在偏离中心的位置不同于均匀和各向同性的宇宙。这种各向异性是由球形空洞偏心区域的潮汐力引起的。由于均匀宇宙和各向同性宇宙中不存在潮汐力，我们可以通过观察两点星系关联函数的统计畸变来检验非均匀宇宙。
2013-06-21 astro-ph.CO gr-qc
Void and Density Walls Inhomogeneous Cosmic Web And Dark Energy
本研究利用宇宙网中空洞与密度墙的差异膨胀产生的反作用效应，在不修改基础物理的前提下解释暗能量演化，并调和局部与CMB观测的哈勃常数差异。
2025-03-26 astro-ph.CO gr-qc
A new method to determine large scale structure from the luminosity distance
光度距离可以用来确定观测者周围大尺度结构的性质。为此，我们开发了一种新的反演方法来映射亮度距离的LTB度量的基础上使用的爱因斯坦方程的精确解析解。这种方法的主要优点是一个改进的数值精度和稳定性，一个精确的分析设置的初始条件的微分方程，需要解决和有效性的任何符号的功能确定的LTB几何。由于微分方程具有完全解析的形式，该方法还简化了在数值解变得不稳定的视视界点附近红移展开的计算。我们通过反演超新星Ia光度距离函数来测试该方法，该函数对应于最佳拟合的$ΛCDM$模型。我们发现，只有一个有限的范围内的初始条件是兼容的观察，或从红色到蓝移的过渡可以发生在相对较低的红移。尽管没有宇宙学常数的LTB解已被证明与所有不同的可用观测数据集不相容，但这些研究通常拟合数据，假设不均匀性轮廓的特殊函数拟合，这通常仅取决于几个参数。相反，反演方法能够充分探索确定LTB解的函数的自由度。另一个重要的可能的应用不是关于LTB解决方案作为宇宙学模型，而是作为工具来研究位于宇宙非均匀区域的一般观测者所做的观测的影响，其中需要完全非微扰处理，包括爱因斯坦方程的精确解。
2013-12-23 astro-ph.CO gr-qc
Distinguishing Between Void Models and Dark Energy with Cosmic Parallax and Redshift Drift
最近提出的两种技术，涉及测量宇宙视差和红移漂移，提供了新的方法来指导探测（在几年的时间跨度）宇宙的背景度量，因此揭示了暗能量难题。前者利用即将到来的高精度天体测量来观察或严格限制偏离中心的观测者的宇宙学各向异性，而后者采用高精度光谱学来独立测试宇宙的当前加速度。在本文中，我们表明，这两种方法可以打破LTB空洞模型和更传统的暗能量理论之间的简并性。使用不久的将来的观测任务盖亚和CODEX，我们表明，这种区别可能是在十年的过程中具有高置信度。
2009-12-23 astro-ph.CO
Inhomogeneous Cosmology Redux
另一种解释宇宙加速膨胀所需的暗能量假设是采用非均匀宇宙学模型来解释没有暗能量的超新星数据。我们采用了一个空洞的宇宙学模型，基于爱因斯坦场方程的非齐次Lemaintre-Tolman-Bondi解。该模型可以解决$ΛCDM$模型中观测异常，如哈勃常数$H_0=73.24\pm 1.74\,{\rm km}\,{\rm s}^{-1}\,{\rm Mpc}^{-1}$的本地测量值与普朗克卫星数据和$ΛCDM$模型确定的$H_0=66.93\pm 0.62\,{\rm km}\,{\rm s}^{-1}\,{\rm Mpc}^{-1}$之间的差异，以及锂$^{7}{\rm Li}$问题，这是一个$5σ$之间的理论预测的$^{7}{\rm Li}$从大爆炸核合成和价值，我们观察到当地今天在$z=0$。空洞模型还可以解决普朗克卫星的Sunyaev-Zel'dovich效应所产生的大质量星系团数量与CMB各向异性所预期的数量之间的紧张关系，以及普朗克数据中观察到的CMB弱透镜异常。讨论了宇宙学哥白尼原理以及$ΛCDM$和空洞宇宙学模型中的时间和位置当今重合难题。
2016-08-01 astro-ph.CO gr-qc
Tensions in Cosmology: Interpreting Them Through Inhomogeneous Models
Universidade Federal do Espírito Santo（圣灵联邦大学）
本文通过不均匀ΛLTB模型重新解读哈勃和暗能量张力，探讨了系统误差和显著性膨胀的影响，指出当前宇宙学缺乏能同时解释这些异常的统一模型。
2026-01-29 astro-ph.CO
SNe observations in a meatball universe with a local void
我们研究宇宙不均匀性对观测结果解释的影响。我们建立了一个没有暗能量的非均匀宇宙模型，它可以面对超新星数据，但与哥白尼原理相当兼容。我们的模型结合了一个相对较小的局部空洞，在低红移时给出明显的加速度，而在高红移时给出相当大的透镜效应（变暗）的肉丸模型。这两个元素共同关注空隙对数据的不同影响，使模型能够模拟一致性模型。
2009-11-26 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Model with a Local Void: New Supernova Constraints
一个简单的非均匀宇宙学模型与局部空洞的约束与最新的联盟超新星汇编。为了拟合超新星数据，发现了一个在1 Gpc尺度上的大的局部空洞，与之前发现的200 Mpc的小尺度相反。可能需要一个更现实的非均匀宇宙学模型来拟合超新星数据。或者，一个团簇参数< 1的团簇宇宙可以用减小的局部空洞尺度来拟合超新星数据。
2009-07-21 astro-ph.CO
Average luminosity distance in inhomogeneous universes
本文研究了由非均匀性引起的距离模的修正问题，该修正是从给定的观测者出发，在所有方向上平均的。的不均匀性被建模为质量补偿空隙在随机或规则晶格内的瑞士奶酪宇宙。空隙半径低于300兆秒差距被认为是，这是支持目前的红移调查和最近观察到的印记，这些空隙留下的CMB有限。通过数值射线追踪进行的所有方向的平均是非微扰的，包括空洞内的超新星。沿某一方向排列的空隙产生累积的引力透镜校正，该校正随空隙的数量而增加。即使在非随机化的简单立方空隙晶格中，这种校正也会被所有方向上的平均值所破坏。在低红移时，平均修正不为零，而是随着特殊的速度和红移而衰减。它的上限由最大平均校正提供，该最大平均校正假设不同空隙之间没有随机取消。它是由一个线性扰动公式，并考虑的空隙，是20%的校正对应的最大特有的速度。在随机和简单的立方空隙晶格计算的平均校正严重阻尼低于预测的最大后一个单一的空隙直径。这可以追溯到来自不同空洞的正面和背面的校正之间的抵消。所有这一切都意味着空洞无法模仿暗能量的效应，除非它们的半径和奇特速度比目前观察到的大得多。所得到的结果允许一个容易地预测的红移以上的方向平均波动在哈勃图低于所需的精度，并建议一种方法来提取背景哈勃常数从低的红移数据，而不需要纠正特殊的速度。
2010-03-25 astro-ph.CO
Observational constraints on inhomogeneous cosmological models without dark energy
有人提出，观测到的暗能量可以用大尺度非线性不均匀性的影响来解释。在本文中，我们将讨论观测如何约束以大空洞为特征的宇宙学模型。我们首先考虑哥白尼模型，其中观察者没有占据一个特殊的位置，并且在很大的尺度上保持均匀性。我们展示了这些模型，至少在他们目前的实现，是如何被限制到给小，但在某些情况下，也许是不可忽略的宇宙学观测值的校正。然后，我们研究非哥白尼模型，其中观察者接近一个非常大的空洞的中心。这些模型可以给大的修正，模仿加速FLRW模型的观测值。我们仔细讨论了主要的观测量和测试能够排除它们。
2011-05-24 astro-ph.CO gr-qc
Testing homogeneity with galaxy number counts : light-cone metric and general low-redshift expansion for a central observer in a matter dominated isotropic universe without cosmological constant
作为暗能量的另一种说法，有人认为我们可能处于爱因斯坦场方程的勒梅特-托尔曼-邦迪（LTB）解所描述的非均匀各向同性宇宙的中心。为了检验这一假设，我们计算了红移球壳质量的五阶解析公式。使用相同的分析方法，我们通过引入规范不变量$G(z)$来写出光锥中的度规，它与光度距离$D_L(z)$一起完全确定了LTB模型的光锥几何。
2009-12-09 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic spherical void via coarse-graining and averaging non-spherical structures
非均匀宇宙学模型能够在没有暗能量的情况下拟合宇宙学观测，前提是假设我们生活在一个非常大规模的低密度区域的“中心”附近。大多数通过非均匀性拟合观测的研究也假设球对称，因此位于（或非常接近）中心可能意味着位于一个非常特殊和不太可能的观测点。我们认为，这种球形空隙应被视为只有一个粗略的第一近似配置，从一个合适的平滑出的非球形部分的不均匀性的角度尺度。在这封信中，我们提出了一个支持上述声明的玩具结构。该构造使用了Szekeres模型的一部分，该模型是不均匀和各向异性的，因此它也解决了球形不均匀性的限制。通过使用薄壳近似（这意味着Israel-Darmois连续性条件在壳之间不满足），我们构建了一个演化的宇宙结构模型，包含几个细长的超星系团状结构，它们之间有欠密区域，这共同提供了一个合理的宇宙结构的粗粒度描述。虽然这种配置不是球对称的，其适当的体积平均值产生的球形空隙轮廓为250 Mpc，大致同意与观察。此外，通过考虑非球形不均匀性，“中心”位置的定义变得更加细致，因此通过拟合观测对我们相对于该位置的位置的约束变得不那么严格。
2011-02-02 astro-ph.CO gr-qc
Evolution of linear perturbations in spherically symmetric dust spacetimes
我们目前的结果，从一个数值代码实现了一种新的方法来解决主方程描述的线性扰动的演化在球对称，但不均匀的背景。这种方法可以用来模拟一些物理感兴趣的配置，如相对论修正的结构形成，引力波的透镜和宇宙学空洞模型中的扰动演化。本文着重于后一个问题，即结构的形成在哈勃规模的空白在线性制度。这比均匀和各向同性背景的线性扰动要复杂得多，因为非均匀背景导致密度扰动和时空几何的旋转模式以及引力波之间的耦合。以前对这个问题的分析忽略了这种耦合，希望这种近似不会影响这种模型中结构形成的整体动力学。我们表明，对于一个千兆秒差距的空隙，密度对比度的演变是很好的近似由以前研究的解耦的演变，只有非常大的规模模式。然而，在$10\%$以上的水平上，空洞内引力势的演化是不准确的，在小尺度上甚至更糟。
2014-08-11 astro-ph.CO gr-qc
