尘埃宇宙中的不均匀性--暗能量的一种可能替代物？

宇宙不均匀性对宇宙学距离测量的影响

The effect of universe inhomogeneities on cosmological distance measurements

本文根据Y.B.院士的观点，利用聚焦方程，导出了宇宙学角径距离的方程。Zel'dovich，即，在小角度的物质分布是不均匀的，光锥是接近空的。我们提出了一些方法来测试的方法测量的角直径的距离，并表明，所提出的方法导致的结果，更好地符合实验数据比通常的方法得到的。

非均匀宇宙学中暴胀的起始

Onset of inflation in inhomogeneous cosmology

我们研究宇宙初始的不均匀性如何影响封闭宇宙中暴胀的发生。我们考虑了由一个有质量的标量场驱动的混沌暴胀模型。为了构造一个非均匀宇宙模型，我们采用了长波近似（梯度展开法）。我们证明了宇宙进入暴胀阶段的非均匀性条件。

宇宙年龄：非均匀性对全球膨胀因子的影响

Age of the Universe: Influence of the Inhomogeneities on the global Expansion-Factor

首次定量计算了非均匀性对整体膨胀因子的影响。在框架内的相对论二阶Zel 'dovich近似计划的无旋尘埃，我们使用观测结果的形式固定的COBE结果的归一化常数，我们检查不同的功率谱，即绝热CDM，等曲率CDM，HDM，WDM，字符串和纹理。我们发现不均匀性对整体膨胀因子的影响很小。所以用通常的方法用哈勃常数来确定宇宙年龄的误差是可以忽略的。这并不意味着这种影响对于当地天文学测量的哈勃常数可以忽略不计。局部的红移距离关系的确定可以强烈影响的特殊的速度场，由于不均匀性。我们的计算不考虑这样的影响，但被约束到比较全球均匀和平均不均匀的物质分布。此外，我们将我们的工作与以前的治疗联系起来。

标准宇宙学中标度不变非均匀性的演化

Evolution of Scale-invariant Inhomogeneities in Standard Cosmology

结果表明，在开放的弗里德曼宇宙中，密度涨落服从标度律。在平坦的宇宙中，涨落不是尺度不变的。我们计算了平坦、开放和暴胀宇宙中绝热尺度不变密度涨落的增长率。我们发现，在足够长的时间内，密度扰动在爱因斯坦-德-西特宇宙中衰减。相反，密度不稳定性的快速增长使开放宇宙在与我们宇宙年龄相当的时间尺度上变得不均匀。我们还发现，在平坦的暴胀宇宙中，涨落呈指数增长。

不均匀性对宇宙膨胀率的影响

Effect of inhomogeneities on the expansion rate of the Universe

虽然均匀各向同性宇宙的膨胀率与能量密度的平方根成正比，但非均匀宇宙的膨胀率也取决于密度不均匀性的性质。在本文中，我们计算了二阶微扰变量的膨胀率的非均匀宇宙，并证明了修正的膨胀率的演变。虽然我们发现，平均校正是小的，哈勃半径的尺度上的校正的方差是敏感的物理意义的未知频谱的密度扰动超越哈勃半径。

完美流体与宇宙晚期的不均匀性耦合

Perfect fluids coupled to inhomogeneities in the late Universe

我们认为宇宙处于其演化的后期阶段，处于均匀性细胞的深处。在这样的尺度下，宇宙是高度不均匀的，充满了星系和星系群形式的不均匀性。我们还认为，宇宙充满了一个完美的流体，它的波动有特殊的速度相同的（非相对论）数量级的不均匀性。在这个意义上，不均匀性（例如星系）和完美流体的波动是相互耦合的。我们澄清了这种方法的一些要点，并提出了一个简短的回顾以前的研究（例如CPL模型和Chaubergin气体）。我们证明，认为完美的流体，满足我们的方法是真正耦合到星系集中在他们周围。它们的波动的平均值（在整个宇宙中）等于零。

暴胀的空间曲率不均匀性

Inhomogeneity of Spatial Curvature for Inflation

我们研究了初始空间曲率的不均匀性如何影响封闭宇宙中暴胀的发生。考虑一个包含辐射和宇宙学常数的宇宙学模型。为了处理封闭宇宙中的非均匀性，我们改进了长波近似，使得非小空间曲率在最低阶是可处理的。使用改进的计划，我们展示了如何大的不均匀性的空间曲率防止通货膨胀的发生。

Effect of peculiar velocities of inhomogeneities on the shape of gravitational potential in spatially curved universe

We investigate the effect of peculiar velocities of inhomogeneities and the spatial curvature of the universe on the shape of the gravitational potential. To this end, we consider scalar perturbations of the FLRW metric. The gravitational potential satisfies a Helmholtz-type equation which follows from the system of linearized Einstein equations. We obtain analytical solutions of this equation in the cases of open and closed universes, filled with cold dark matter in presence of the cosmological constant. We demonstrate that, first, peculiar velocities significantly affect the screening length…

Tolman-Bondi-Lemaitre宇宙胞腔模型与引力坍缩

A Tolman-Bondi-Lemaitre Cell-Model for the Universe and Gravitational Collapse

本文提出了一个包含局部坍缩和膨胀不均匀性的分段Tolman-Bondi-Lemaitre（TBL）胞腔模型。细胞模型是由TBL欠密和过密的球形区域包围的TBL壳嵌入在一个膨胀的宇宙的中间区域。细胞模型概括了弗里德曼以及爱因斯坦-斯特劳斯瑞士奶酪模型，并提出了一些优于其他模型的优点，特别是宇宙学不均匀性的时间演化现在纳入计划。在这样的宇宙学背景下，考察了大质量尘埃云（如星系团甚至大质量恒星）的引力坍缩这一重要问题。它表明，在一个膨胀的宇宙中的坍缩的局部不均匀性可能会导致一个黑洞，或一个裸奇点，这取决于一组初始数据的性质，其中包括的物质分布和坍缩壳层在云的初始时期的速度从开始的坍缩。

牛顿宇宙学中的不均匀性及其对宇宙演化的反作用

Inhomogeneities in Newtonian Cosmology and its Backreaction to the Evolution of the Universe

我们研究了宇宙密度分布不均匀性的影响。我们提出了一个新的拉格朗日微扰理论与反作用的不均匀性。非均匀性影响局部区域的膨胀率和自身的增长率。我们数值分析了一个一维平面对称模型，并计算了几个观测变量的概率分布函数（PDF），以讨论这些统计特性。我们发现两两奇异速度的概率密度函数与传统的拉格朗日方法有很大的不同，即即使在一维平面对称情况下，概率密度函数在相对速度较小的区域内也接近于指数形式，这与N体模拟的结果一致.

暴胀宇宙的混合量子化

Hybrid quantization of an inflationary universe

我们在圈量子宇宙学的框架下完成了具有小不均匀性的暴胀宇宙的研究。均匀设置由在封闭均匀场景中传播的大量标量场组成。我们提供了一个完整的量子描述系统采用循环量化技术。在引入小的不均匀性作为标量扰动后，我们通过部分规范固定来确定真实的物理自由度，除去除了物质扰动之外的所有局部自由度。最后，我们结合Fock描述的不均匀性与聚合物量子化的均匀背景，提供的组成系统的量子哈密顿约束。然后，它的解决方案的完整特征，由于适当的选择量子约束，并构造物理希尔伯特空间。最后，我们考虑一个替代规范的模拟描述，而且，在规范不变量方面。在去参数化模型中，所有这些描述在量子水平上是么正等价的。

不均匀性对光度距离-红移关系的影响：扰动宇宙中暗能量是必要的吗？

The Effect of Inhomogeneities on the Luminosity Distance-Redshift Relation: is Dark Energy Necessary in a Perturbed Universe?

光度距离红移关系是现代宇宙学的基本工具之一。考虑到微扰理论中高达二阶的宇宙学不均匀性的存在，我们计算了受微扰的扁平物质主导宇宙中的光度距离-红移关系。利用光度距离-红移关系进行的宇宙学观测告诉我们，宇宙目前正经历一个加速膨胀的阶段。这似乎需要一种神秘的具有负压的暗能量成分。我们的研究结果表明，一旦考虑现实的非均匀宇宙，对暗能量流体的需求可能会受到挑战，加速膨胀可能与物质主导的宇宙一致。

非均匀尘埃宇宙及其减速

Inhomogeneous dusty Universes and their deceleration

直接来自爱因斯坦方程的精确结果意味着，具有消失压力密度的非均匀宇宙只能减速，除非宇宙的能量密度变为负值。最近的提议似乎认为，非均匀（但各向同性）的时空，只充满不相干的物质，可能会变成加速宇宙足够晚的时间。为了仔细研究这些情况，完全非齐次爱因斯坦方程在同步系统中进行了讨论。在尘埃主导的宇宙中，减速参数的非均匀推广总是半正定的，这意味着没有加速发生。

标准辐射主导宇宙膨胀过程中具有标度不变功率谱的原初宇宙学密度不均匀性的产生

Generation of primordial cosmological density inhomogeneities with scale invariant power spectrum during the standard radiation dominated expansion of the universe

宇宙等离子体中存在的原始密度不均匀性在退耦瞬间的最显著特征是它们在宇宙学上大的同动波长的模范围$k \ll H_{eq}$上的标度不变功率谱${\cal P}(k) \sim k$。我们在实空间中，在他们的关联函数在两个点的特点。我们发现，在宇宙学上大的共同运动距离$r \gg H^{-1}_{eq}$的原始不均匀性（反）相关的$f(r) \sim - r^{-4}$。根据这一观察，我们重新审视了标准宇宙学中所谓的{ \it结构起源问题}。我们的结论与目前对这一问题的看法相矛盾。

大反弹和不均匀性

Big Bounce and inhomogeneities

本文以含引力波的真空宇宙时空（Gowdy时空）量子化为例，用圈量子宇宙学方法研究了非均匀宇宙的动力学.在有效层面进行的分析显示：（一）初始大爆炸奇点被取代（如在均匀宇宙模型的情况下）由一个大反弹，加入确定性的两个大宇宙，（ii）在反弹的宇宙大小至少是相同的数量级的背景均匀宇宙，（iii）为每一个引力波模式，当不均匀性强烈地支配反弹动力学时，在非常早和非常晚的时间处的幅度的差异具有消失的统计平均值，而当动力学处于近真空状态时，该平均值为正，从而统计上放大了不均匀性。

各向同性不均匀性导致的系统误差

Systematic error due to isotropic inhomogeneities

通常各向同性不均匀性的影响在宇宙学参数的确定中没有被认真考虑，因为哥白尼原理的声明是，我们不生活在宇宙中的特权域。但是哥白尼原理还没有得到足够精确的观测证实，我们的宇宙中可能存在不可忽略的大尺度各向同性不均匀性。本文研究了各向同性不均匀性对宇宙学参数确定的影响，并指出了非哥白尼各向同性不均匀性误导我们相信的可能性，例如，状态方程的幻影能量，$p=wρ$与$w<-1$，即使在$w=-1$是真值的情况下。

不同尺度下的宇宙

The universe seen at different scales

一个大尺度的平滑宇宙模型忽略了小尺度的不均匀性，但是这些不均匀性的平均效应可能会改变更大尺度上的观测和动力学关系。本文讨论了这些效应，并简要地评论了与引力熵的关系。

晚期宇宙中的耦合标量场：力学方法和晚期宇宙加速

Coupled scalar fields in the late Universe: The mechanical approach and the late cosmic acceleration

在本文中，我们考虑宇宙在其演化的后期阶段和内部的均匀性细胞。在这些尺度下，我们认为宇宙充满了离散分布的星系形式的尘埃状物质，最小耦合的标量场和辐射作为物质源。我们用力学的方法来研究这样一个宇宙。这意味着不均匀性（以星系的形式）的特殊速度以及其他完美流体的波动是非相对论性的。这种流体被称为耦合流体，因为它们集中在不均匀性周围。在本文中，我们研究的条件下，标量场可以成为耦合，并表明，在背景水平下，这种耦合标量场的行为作为一个两个组件的完美流体：一个网络的挫折宇宙弦与EoS参数$w=-1/3$和宇宙学常数。目前这个标量场的势是非常平坦的。因此，耦合的标量场可以提供晚期宇宙加速。这个场的能量密度和压力的波动集中在屏蔽其引力势的星系周围。因此，这样的标量场可以被认为是耦合到不均匀性。

我们能消除各向同性不均匀性引起的系统误差吗？

Can we remove the systematic error due to isotropic inhomogeneities?

通常，我们假设，就我们在宇宙中的位置而言，不存在各向同性的不均匀性。这个假设还没有被观测证实足够的准确性，我们需要考虑的可能性是，在我们的宇宙中存在不可忽略的大尺度各向同性不均匀性。大尺度各向同性不均匀性的存在影响了宇宙学参数的确定。特别是，由于宇宙学参数的模糊性，仅从距离-红移关系，我们不能区分非均匀各向同性宇宙模型和均匀各向同性宇宙模型。本文考虑了距离-红移关系、宇宙微波背景辐射（CMBR）的涨落谱和重子声学振荡（BAO）的尺度三个观测量，并在两个宇宙模型中对这些观测量进行了比较;一种是非均匀各向同性单轴对称，另一种是暗能量不为宇宙学常数的均匀各向同性宇宙模型。我们证明，这两个宇宙模型不能预测所有三个观测值的相同的观测数据，但只有两个相同的三个观测值，只要扰动是绝热的。如果微扰是绝热的，原则上我们可以通过适当的三个观测量来区分非均匀各向同性宇宙和均匀各向同性宇宙。

在非均匀宇宙中利用21厘米亮度温度信号约束哈勃参数

Constraining the Hubble parameter with the 21 cm brightness temperature signal in a universe with inhomogeneities

该研究在非均匀宇宙学模型中，利用Buchert平均形式论结合MCMC校准有效物质密度，发现不同哈勃常数值会导致21厘米亮度温度信号出现显著差异，为解决哈勃张力提供新视角。

宇宙不均匀性与平均宇宙动力学

Cosmic Inhomogeneities and the Average Cosmological Dynamics

如果广义相对论（GR）描述了宇宙的膨胀，观测到的宇宙加速意味着“暗能量”的存在。然而，虽然宇宙在大尺度上平均均匀，但在较小尺度上是不均匀的。当GR支配着\emph{in}均匀宇宙的动力学时，平均的\emph{homogeneous}宇宙服从修正的爱因斯坦方程。这种变化能解释加速吗？对于一个简单的通用模型与现实的初始条件，我们的答案是“否”。平均效应对宇宙动力学的影响可以忽略不计。

再一次加热宇宙：声波的耗散作为更小尺度上原始不均匀性的新探索

Reheating the Universe Once More: The Dissipation of Acoustic Waves as a Novel Probe of Primordial Inhomogeneities on Even Smaller Scales

我们提供了一个简单的，但强大的范围内的原始曲率扰动$10^4 {\rm Mpc}^{-1} < k < 10^5 {\rm Mpc}^{-1}$，这还没有受到限制，到目前为止，不像低波数模式。这些尺度上的微扰在原初核合成之后但在红移$z \sim 2 \times 10^6$之前通过Silk阻尼耗散了它们的声振荡能量，并重新加热了光子浴，而没有引起CMB扭曲。这种{ \it声学再加热}导致重子光子比的降低。通过结合独立的测量探测核合成时代和周围的重组时代，我们发现在上述波数范围内的曲率扰动的振幅的上限为${\cal P}_ζ< 0.06$。超大质量黑洞的影响也进行了讨论。

我们宇宙的加速可以用不均匀性的影响来解释吗？

Can the Acceleration of Our Universe Be Explained by the Effects of Inhomogeneities?

不，在广义相对论的背景下，宇宙加速可能是由于我们宇宙中不均匀性的反反应效应而产生的，而不存在宇宙学常数或"暗能量“。“我们指出，我们的宇宙似乎在所有尺度上都可以用牛顿扰动的FLRW度规非常准确地描述。(This断言与我们通常遇到$δρ/ρ> 10^{30}$的事实完全一致。）如果宇宙是由牛顿扰动FLRW度规精确描述的，那么不均匀性对宇宙动力学的反作用是可以忽略的。如果不是，那么它就是另一个模型的负担，来解释我们宇宙的观测属性。我们用具体的例子强调，仅仅通过证明某些空间平均量的行为与加速度FLRW模型中的行为相同，来试图证明一个模型是{ \it不足以}的。一个代表“比例因子”的量可能会“加速”，而这种加速没有任何物理上可观察到的后果。它也{ \it not}足以计算二阶应力能量张量，并表明它具有类似于适当大小的宇宙学常数的形式。二阶应力能张量是规范相关的，如果它很大，高阶微扰的贡献不能忽略。本文试图澄清微扰理论中的二阶应力能张量与"短波近似“中的"有效应力能张量”之间的明显混淆。''

真空能量密度随时间衰减的LRS Bianchi II型尘埃宇宙的弦宇宙学（$Λ$）

String Cosmology in LRS Bianchi Type-II Dusty Universe with Time Decaying Vacuum Energy Density $Λ$

用大质量弦形成的云模型作为具有时间衰减真空能量密度$Λ$的LRS Bianchi II型源。为了构造弦宇宙学模型，我们使用了勒特列（1983）给出的这种弦的能量-动量张量。求解了两类弦的高非线性场方程：（i）大质量弦和（ii）南部弦。假设模型中的膨胀$θ$与剪切$σ$成比例。该条件导致$A=βB^{m}$，其中$A$和$B$是度量系数，$m$是常数，$β$是积分常数。我们的模型处于加速阶段，这与最近对Ia型超新星的观测相一致。这些模型的物理和几何行为进行了讨论。

宇宙学非均匀性、原初黑洞与关于宇宙终结的一种假说

Cosmological inhomogeneities, primordial black holes, and a hypothesis on the death of the universe

本文研究宇宙膨胀对黑洞等致密天体的影响，提出宇宙可能终结于“完全稀释”状态，并基于 Majumdar-Papapetrou 几何给出经典演化模型，同时讨论量子现象对宇宙最终命运的可能决定作用。

宇宙不均质性导致的暗能量演变

Apparent Dark-Energy Evolution from Cosmic Inhomogeneities

研究通过三种方法表明，宇宙不均质性可能使暗能量演变与观测数据一致，暗示宇宙常数主导的宇宙模型。

Scalar perturbations of Galileon cosmologies in the mechanical approach within the late Universe

We investigate the Universe at the late stage of its evolution and inside the cell of uniformity 150-370 Mpc. We consider the Universe to be filled at these scales with dust like matter, a minimally coupled Galileon field and radiation. We use the mechanical approach. Therefore, the peculiar velocities of the inhomogeneities as well as the fluctuations of the other perfect fluids can be considered nonrelativistic. Such fluids are said to be coupled because they are concentrated around the inhomogeneities. We investigate the conditions under which the physical Galileon field, i.e. compatible wi…

由海市蜃楼不均匀性驱动的宇宙加速

Cosmic Acceleration Driven by Mirage Inhomogeneities

本文介绍了一个基于非均匀D3膜在AdS_5 × S_5块体中运动的宇宙学模型。虽然在体中没有特殊的点，但膜宇宙有一个中心，并且围绕中心是各向同性的，模型具有加速膨胀，其有效宇宙学常数与到中心的距离成反比，这为现今宇宙学常数的小提供了一个可能的几何起源。此外，如果我们的模型被认为是早期加速的替代方案，它表明，早期加速阶段结束于一个尘埃占主导地位的FRW均匀宇宙。因此，中微子驱动的加速为膜宇宙的最终状态提供了一种暗物质成分。我们最后表明，该模型满足目前的约束不均匀性。

Weakly Inhomogeneous models for the Low-Redshift Universe

We analyze two different algorithms for constructing weakly inhomogeneous models for the low-redshift Universe, in order to provide a tool for testing the geodesic dynamics, within the sphere of validity for the Universe acceleration. We first implement the so-called quasi-isotropic solution in the late Universe, when a pure dark energy equation of state for the cosmological perfect fluid is considered. We demonstrate, that a solution exists only if the physical scale of the inhomogeneities is larger then the Hubble scale of the microphysics, which implies that inhomogeneities could not be obs…

早期宇宙涨落的量子-经典跃迁

Quantum-to-classical transition for fluctuations in the early Universe

根据早期宇宙的暴胀理论，宇宙中所有的不均匀性都是真正的量子起源。另一方面，观察这些不均匀性并测量它们，显然没有观察到特定的量子力学性质。我们展示了如何从其固有的量子引力性质的经典行为的过渡来-过渡，其中没有一个成功的定量预测的通货膨胀的情况下，为当今的宇宙是改变。这是由两个属性实现的。首先，早期宇宙中量子引力效应产生的时空度规扰动的量子态由于宇宙的膨胀而变得非常特殊（高度压缩）（只要扰动的波长超过哈勃半径）。第二，通过环境的退相干将场幅度基区分为指针基。这使得扰动目前无法区分随机经典的不均匀性。

几乎均匀宇宙中的里奇聚焦、剪切和膨胀率

Ricci focusing, shearing, and the expansion rate in an almost homogeneous Universe

宇宙是不均匀的，但它似乎是令人难以置信的良好特征的均匀相对论模型。当前的挑战之一是准确地描述这种模型的属性。在本文中，我们将探讨如何不均匀性可能会影响宇宙的整体光学性质，量化他们如何可以偏置的红移距离关系，在一些玩具模型，模仿真实的宇宙。我们探索的模型在大尺度上是统计上均匀的。我们发现，不均匀性的影响是百分之几的顺序，这可能是非常重要的宇宙学参数的精确估计。我们讨论了什么教训可以帮助我们解决一个更现实的不均匀的宇宙。

有效非均匀暴胀：爱因斯坦真空的曲率不均匀性

Effective inhomogeneous inflation: curvature inhomogeneities of the Einstein vacuum

我们考虑空间平均的非均匀宇宙模型，并认为，已经在没有源，一个有效的标量场产生通过叶理和空间平均的非均匀几何曲率不变量的爱因斯坦真空。这个标量场（“形态子”）就像一个暴胀子，如果我们规定一个某种一般形式的势。我们表明，对于任何初始负的平均空间曲率，变形子被驱动通过一个膨胀阶段，并导致-平均-一个空间平坦，均匀和各向同性的宇宙模型，提供预热的初始条件，并通过相同的机制，一个可能的自然自我退出。

自再生宇宙中非均匀性的非微扰放大

Nonperturbative Amplifications of Inhomogeneities in a Self-Reproducing Universe

研究了稳态自再生暴胀宇宙中的能量密度分布。我们证明了在任意给定的真时t时刻，在给定密度的状态下，宇宙体积的主要部分集中在密度分布中深指数宽的球对称阱的中心附近.由于这种说法是非常令人惊讶和违反直觉的，我们进行了我们的调查，通过三种不同的分析方法来验证我们的结论，然后通过计算机模拟来证实我们的分析结果。如果我们假设我们是在某个特定时刻生活在宇宙中的典型观察者，那么我们的结果可能意味着我们应该生活在一个深而指数级大的空洞的中心附近，我们称之为infloid。对我们结果的这种特殊解释的有效性还不十分清楚，因为它依赖于量子宇宙学中尚未解决的测量问题。因此，目前我们更愿意把我们的结果仅仅看作是分形自复制宇宙中给定时间的超曲面的非平凡性质的证明，而不对我们自己的宇宙部分的结构作出任何意义深远的结论。我们仍然相信，我们的结果可能具有一定的重要性，因为它们表明，量子宇宙学中的非微扰效应，至少在原则上，可能有重大的观测后果，包括明显违反哥白尼原理。

非均匀弦宇宙学

Inhomogeneous String Cosmologies

本文给出了低能弦论中包含介子场和轴子场的精确非均匀各向异性宇宙学解。时空度规具有圆柱对称性。这些解描述了具有初始曲率奇异性的不断膨胀的宇宙，并包含已知的齐次解作为子情形。解在初始奇点附近的渐近形式具有空间变化的Kasner形式。非均匀的轴子和介子领域被发现准均匀演化的尺度大于粒子视界。当不均匀性进入视界时，它们作为非线性波振荡，并且不均匀性衰减。当不均匀性很小时，它们表现得像均匀宇宙的小扰动。对偶的表现形式和渐近行为的解决方案进行了调查。

关于不均匀性模拟演化暗能量的潜力

On the potential for inhomogeneities to mimic an evolving dark energy

本研究利用数值相对论模拟和射线追踪，探讨宇宙不均匀性是否可能导致暗能量状态方程呈现表观演化，并发现少数观测者可能推断出与DESI一致的参数。

用数值相对论约束宇宙学超大大尺度结构

Constraining cosmological ultra-large scale structure using numerical relativity

宇宙暴胀是早期宇宙加速膨胀的一个阶段，它可以在与可观测宇宙相当或更大的距离尺度上产生大振幅的超大尺度不均匀性。最大角尺度上的宇宙微波背景（CMB）各向异性对这种不均匀性很敏感，可以用来限制超大尺度结构（ULSS）的存在。我们数值演化的非线性不均匀性，在充分的广义相对论的膨胀开始评估CMB四极约束的初始波动的幅度和可观测宇宙的大小相对于长度尺度表征的ULSS。为了获得一个统计上显着数量的模拟，我们采用了一个玩具模型，其中不均匀性注入沿一个首选的方向。我们计算的似然函数的CMB四极包括ULSS和标准的量子涨落在暴胀过程中产生的。我们计算后所观察到的CMB四极杆，发现当包括引力非线性，ULSS曲率扰动的顺序统一的数据是允许的，即使在长度尺度上不太大，比可观测宇宙的大小。我们的研究结果说明了数值相对论在约束早期宇宙学中的实用性和重要性。

用物质不均匀性模拟宇宙加速膨胀--对某些误解的纠正

Imitating accelerated expansion of the Universe by matter inhomogeneities - corrections of some misunderstandings

一些误解建模的明显加速膨胀的宇宙，并对“弱奇点”澄清：1。在Hirata和Seljak（HS）给出的减速参数的五种定义中，只有$q_1$是膨胀加减速的正确不变测度。在非均匀模型中，$q_3$和$q_4$与加速度无关。2. $q_4$定义中涉及的方向平均与观测天文学中所做的并不对应。3. HS的方程（38）将$q_4$与流动不变量连接起来，当应用于Lemartre-Tolman（L-T）模型的对称中心时，给出了自相矛盾的结果。确定$q_{3'}$的中间方程（31）是正确的，但是近似的，因此它不能用于确定减速参数的符号。即便如此，在L-T模型的对称中心，它对$q_{3'}(0)$的符号没有限制。4. Vanderveld { \it et al.}是一个中心质量密度的圆锥形轮廓--一个完全可以接受的配置。5.在L-T模型中，中心观测者的“逆问题”方程中的所谓“临界点”是视视界的一种表现--这是零λ L-T模型中过去光锥的一个共同特性，如果方程被正确积分，就完全可以处理。

常数负EoS参数$ω$的严格理论约束及其对晚期宇宙的影响

Rigorous theoretical constraint on constant negative EoS parameter $ω$ and its effect for the late Universe

在本文中，我们考虑宇宙在其演化的后期阶段和内部的均匀性细胞。在这些尺度下，宇宙充满了不均匀分布的离散结构（星系，星系群和星系团）。假设宇宙也包含宇宙学常数和具有负常数状态方程（EoS）参数$ω$的理想流体（例如，quintessence，幻影或挫折网络的拓扑缺陷），我们调查标量扰动的FRW度量由于不均匀性。我们的分析表明，要与标量扰动理论兼容，这个完美的流体，第一，应该是集群，第二，应该有状态方程参数$ω=-1/3$。特别地，这个值对应于宇宙弦的受抑网络。因此，排除了具有$ω=-2/3$的畴壁的受抑网络。含有$ω=-1/3$的完美流体既不会使宇宙加速，也不会使宇宙减速。我们还得到了由非均匀性系统产生的非相对论引力势的方程。由于$ω= -1/3$的完美流体，物理上合理的解决方案发生平坦，开放和封闭的宇宙。这种理想流体集中在不均匀性周围，导致引力势的屏蔽。

暗能量与暗物质不均匀性的耦合

Coupling dark energy to dark matter inhomogeneities

我们提出，暗能量在标量场的形式可以有效地耦合到暗物质的不均匀性。通过这种耦合，能量可以转移到/从标量场，这可能会进入加速状态。虽然是现象学的，但这种情况很有趣，因为它为宇宙加速的开始提供了一个自然触发器，因为当物质不均匀性变得足够强时，暗能量开始驱动宇宙膨胀。在这里，我们研究了一种可能的实现这一想法的耦合暗能量的暗物质通过线性增长函数的物质扰动。数值结果表明，它确实是可能的，以获得一个可行的宇宙学与预期的一系列辐射，物质和暗能量主导的时代。特别地，暗能量的电流密度由耦合参数的值给出，而不是由标量场的非常特殊的初始条件给出。换句话说，这个模型--不像宇宙晚期加速的标准模型--不受所谓的“符合问题”及其相关的初始条件微调的影响。

对尘埃等离子体物理的研究以及对银河系的 Jeans 标准的检验

A study on Dusty Plasma Physics and the examination of Jeans Criteria for the Milky Way

本文研究尘埃等离子体物理及银河系 Jeans 不稳定性的条件，探讨了尘埃等离子体的集体振荡模式及宇宙结构形成机制。

暴胀和可观测宇宙中量子的受激产生

Stimulated creation of quanta during inflation and the observable universe

暴胀提供了一种解释宇宙结构起源的自然机制。暴胀过程中原初不均匀性的产生可以通过真空中量子的自发产生来理解。我们表明，当相应的{ \it刺激}创造的量子被认为是，宇宙的状态在开始的暴胀的特点是不稀释的暴胀膨胀，可以印在频谱的原始不均匀性。宇宙微波背景和星系分布中的非高斯性（特别是在所谓的压缩组态中）可以告诉我们，当弯曲时空中的量子场论首次作为一种合理的有效理论出现时，宇宙的状态是什么。

早期宇宙中的Reynolds numbers

Reynolds numbers in the early Universe

在电子正电子湮没之后和光子退耦之前，磁雷诺数比其动力学对应物大大约20个数量级，而动力学对应物又小于1。在这个全局中性系统中，大尺度的不均匀性是由标量曲率的空间涨落提供的。由于类比的马尔可夫导电流体中存在的声学波动的描述，一个假定的磁场的演化方程的平均在大规模的流动曲率扰动确定。一般的经验教训是在典型的扩散尺度的磁不均匀性。据推测，雷诺数之前，电子正电子湮没可以与熵包含在哈勃体积在各个阶段的演变的导电等离子体。

Lambda主导的扁平宇宙中CMB温度各向异性的二阶引力效应

Second Order Gravitational Effects on CMB Temperature Anisotropy in Lambda dominated flat universes

研究了具有物质和宇宙学常数$Λ$的平坦宇宙中局域不均匀性对宇宙微波背景辐射的二阶引力效应。我们发现，广义相对论修正的牛顿近似是可以忽略不计的，在第二阶的非均匀区域的大小是足够小的视界尺度。对于球对称的礼帽型准线性扰动，对应于线性积分的Sachs-Wolfe（ISW）效应的一阶温度波动被补偿的空洞（块）的二阶温度波动增强（抑制）。作为局域不均匀性红移的函数，对于一定的同动尺寸和密度衬度，由引力势演化引起的二阶温度涨落在物质- $Λ$相等历元之前有一个峰值.红移z~1处局域准线性不均匀性的二阶引力效应可能对宇宙微波背景产生重要影响。

关于可观测宇宙的力学方法的几点注记

Remarks on mechanical approach to observable Universe

我们认为宇宙深处的均匀细胞。在这些尺度下，宇宙充满了不均匀分布的离散结构（星系，星系群和星系团），这些结构扰动了背景弗里德曼模型。在这里，力学方法（Eingorn & Zhuk，2012）是描述不均匀性动力学的最合适的方法，它一方面由不均匀性的引力势定义，另一方面由宇宙的宇宙膨胀定义。在本文中，我们提出了额外的参数赞成这种方法。首先，我们估计均匀单元的大小。用统计物理学的标准方法，对银河系和仙女座星系，我们得到它是190 Mpc的量级，这与观测相当接近。然后，我们证明了非相对论近似（关于特殊速度）对$z \lesssim 10$是有效的，即从现在起大约130亿年。我们考虑标量扰动，并在$Λ$ CDM模型，证明主要方程。此外，我们证明，辐射可以自然地纳入我们的计划。这强调了我们方法的可行性。这种方法提供了一种可能性，分析不同的宇宙模型，并将它们与可观测的宇宙进行比较。例如，我们指出了空间平坦模型的一些有问题的方面。这样的模型需要一个相当特殊的不均匀分布，以获得在引力质量之外的任何点处的有限势。我们还批评了Schwarzschild-de Sitter解在宇宙学背景下描述测试体运动的应用。

广义相对论中非均匀宇宙的Zel'dovich型近似：二阶解

The Zel'dovich-type approximation for an inhomogeneous universe in general relativity: second-order solutions

在相对论二级近似下研究了膨胀宇宙中非均匀性的引力不稳定性。使用四分形式主义，我们考虑无旋尘埃宇宙，并得到非常类似的方程在牛顿宇宙学的拉格朗日微扰理论。在忽略宇宙学常数并假设平坦背景模型的情况下，我们给出了宇宙学扰动的非线性动力学解。我们提出了完整的二阶解，扩展和改进以前的工作。

不均匀性对表观宇宙学观测量的影响：“假”演化的暗能量

Effects of inhomogeneities on apparent cosmological observables: "fake" evolving dark energy

利用具有非零宇宙学常数$Λ$的Lemaitre-Bondi-Tolman精确解，我们研究了在真实时空完全均匀和各向同性的假设下，局部球对称不均匀性的存在如何影响由光度距离导出的表观宇宙学观测量，如减速参数或暗能量（DE）的有效状态方程.发现局部欠密度的存在产生DE的明显幻影行为，而局部过密度区域导致明显的精华行为。我们认为相对较小的大规模的不均匀性，今天是不是线性的，可以播种原始曲率扰动兼容CMB界限。我们的研究表明，在一个不均匀的$Λ$ CDM宇宙与初始条件兼容的暴胀开始，如果解释下的均匀性的错误假设，可以导致错误的结论“假”的演变暗能量的存在，而不是$Λ$。

非均匀性对到最后散射面距离的影响和CMB分析的精度

The effect of inhomogeneities on the distance to the last scattering surface and the accuracy of the CMB analysis

对CMB数据的标准分析假设到最后一个散射面的距离可以用弗里德曼模型中的距离-红移关系来计算。然而，在非均匀宇宙中，即使<δρ> =0，距离关系也与未微扰宇宙中的距离关系不同。这可能是严重的后果，因为距离的变化会影响CMB温度波动到角功率谱的映射。此外，如果距离的变化相对均匀，则不会产生新的温度波动。因此，这是一种不同于引入额外CMB各向异性的透镜效应或ISW效应的效应。本文表明，宇宙微波背景辐射分析的准确性可能会受到宇宙学模型中距离计算准确性的影响。由于这种效应以前没有得到充分的研究，为了测试不均匀性如何影响距离红移关系，我们研究了几种方法：Dyer-Roeder关系，透镜近似和非线性Swiss-Cheese模型。在所有情况下，到最后一个散射表面的距离与假设均匀性时不同。差异可以低至1%，高至80%。排除极端情况，距离变化约20- 30%。由于到最后散射表面的距离由CMB峰的位置设置，因此为了具有良好的拟合，需要调整距离。在修正了距离之后，宇宙学参数发生了变化。因此，没有正确估计到最后散射表面的距离可能是系统学的主要来源。本文指出，如果在计算距离时考虑非均匀性，那么具有正空间曲率和Ω_Λ~ 0.8-0.9的模型是优选的。在大多数情况下，ΛCDM模型与当前数据不一致。

宇宙中物质非均匀性增长指数的整体性质

Global properties of the growth index of matter inhomogeneities in the universe

我们在这里进行全球分析的增长指数$γ$的行为，从深在物质时代，直到遥远的未来。对于给定的宇宙学模型，当标量扰动的衰减模可以忽略时，在广义相对论或修正引力中，$γ(Ω_{m})$的值是唯一的。然而，$γ_{\infty}$，$γ$在渐近未来的值，是唯一的，即使在一个不可忽略的衰减模式的存在今天。此外，$γ$在物质时代变得任意大。只有在衰减模消失的极限下，我们才能得到一个有限的$γ$，在这种情况下，从过去到未来。进一步得到了$γ(Ω_{m})$单调递减（或单调递增）的条件.在广义相对论（GR）中，$w_{DE}$的变化可以违反这个条件，尽管一般来说，$γ(Ω_{m})$将单调递减（像$Λ$ CDM），除了在遥远的未来和过去。$G_{\rm eff}$的起伏或下降也会导致斜率$\frac{dγ}{dΩ_{m}}$的显著和快速变化。在$Λ$ CDM背景下，$γ$显著低于（高于）$0.55$且具有负（正）斜率反映了$G_{\rm eff}$的相反演变。在DGP模型中，除了在遥远的将来，$γ(Ω_{m})$是单调增加的。虽然DGP引力在未来变得比GR和$w^{DGP}\to -1$弱，但我们仍然得到$γ_{\infty}^{DGP}= γ_{\infty}^{ΛCDM}=\frac{2}{3}$。相比之下，尽管$G^{DGP}_{\rm eff}\to G$在过去，$γ$并不倾向于它的价值在G…

有证据表明不均匀性的反作用与宇宙学无关吗？

Is there proof that backreaction of inhomogeneities is irrelevant in cosmology?

在许多论文中，格林和沃尔德认为，标准的FLRW模型在所有尺度上都非常接近我们的宇宙，除了接近强场天体。特别是，他们认为不均匀性对宇宙平均性质的影响（反向反应）是无关紧要的。我们表明，后者的要求是无效的。具体地说，我们证明，参考他们最近的评论文章，（i）他们的二维例子用于说明拟合问题不同于实际问题的重要方面，它假设了什么是要证明的：（ii）证明的无痕迹性质的反反应是非物理的，它的定理未能成为一个数学上的一般陈述;（iii）该计划的基础上的无迹定理不涉及平均，因此不捕捉关键的非局部效应;（iv）他们的论点是在很大程度上坐标依赖，（v）他们的许多批评的backreaction框架不适用于这些框架的定义。因此，认为格林和瓦尔德已经证明了宇宙学中关于逆反应的基本物理问题的一般性结果是不正确的。

小尺度不均匀性对宇宙学一致性检验的影响

Influence of Small-Scale Inhomogeneities on the Cosmological Consistency Tests

目前的宇宙学暗区（暗物质加上暗能量）正在挑战我们对宇宙中发生的物理过程的理解。最近，一些作者试图证伪这种暗物质-暗能量范式的基本假设。在这封信中，我们表明，过度简化的测量过程可能会产生假阳性的任何一致性测试的基础上，全球均匀和各向同性的LCDM模型和它的扩展历史的基础上的距离测量。特别是，当考虑到由于聚集物质或空隙引起的局部不均匀性效应时，似乎存在明显违反基本假设（“哥白尼原理”）的情况。相反，偏差的幅度也探测到的可靠性程度的现象学戴尔-罗德程序面临的预测与弱透镜的方法的准确性。最后，提出了一种新的方法来重建LCDM模型中的不均匀性效应，并讨论了如何区分不同宇宙学中的团簇效应（或空洞效应）的一些建议.

关于当今宇宙的曲率

On the curvature of the present-day Universe

我们讨论了曲率和物质不均匀性对现今宇宙的平均标量曲率的影响。受平均非均匀宇宙学研究的启发，我们思考了这样一个问题：假设曲率在一定的均匀尺度上平均是合理的，就像宇宙学的标准协和模型所暗示的那样，或者平均标量曲率今天是否可以在很大程度上为负，就像从非均匀性解释暗能量所要求的那样。我们面对这两个aceturtures与详细分析的运动学反作用项，并估计其强度的多尺度非均匀物质和曲率分布。我们的主要结果是一个公式的空间平均标量曲率涉及的数量都是可测量的区域（即高达100 Mpc）尺度。我们提出的策略，定量评估的公式，并指出所隐含的假设的一个小的或零平均曲率的猜想。我们得出的结论是，标准的和谐模型需要微调的意义上的假设均分定律的曲率，以调和它与估计的平均物理空间的属性，而负平均曲率的青睐，独立于先验的宇宙学常数的值。

夸克块金宇宙模型中的标量微扰

Scalar perturbations in cosmological models with quark nuggets

在本文中，我们考虑宇宙在其演化的后期阶段和内部的均匀性细胞。在这些尺度下，宇宙充满了不均匀分布的离散结构（星系，星系群和星系团）。假设有一小部分有色天体逃脱了强子化，以夸克胶子块（QNs）的形式存在，并考虑辐射的影响，我们研究了由于尘埃物质的不均匀性以及QNs和辐射的涨落引起的FRW度规的标量扰动.特别是，我们证明了非相对论性引力势的定义的尘埃状物质和QN的不均匀性/波动的分布。因此，QN可以分布在重子不均匀性周围（例如，星系），以这样的方式，它可以解决的问题，平坦的旋转曲线。我们还指出，辐射的涨落是由星系形式的不均匀性和夸克胶子块金的涨落引起的。因此，如果QN存在，CMB各向异性也应该包含来自QN的贡献。此外，辐射涨落的空间分布由引力势定义。所有这些结果在物理上看起来都是合理的。

利用距离测量探测暗能量演化的概念问题

Conceptual problems in detecting the evolution of dark energy when using distance measurements

暗能量是宇宙学中最重要和最热门的问题之一。揭示其本质的第一步是检测暗能量的演化或毫无疑问地证明宇宙学常数确实是常数。然而，在宇宙学的标准方法中，宇宙是由均匀和各向同性的弗里德曼模型描述的。在这里，我们表明，在微扰宇宙（即使微扰消失，如果在足够大的尺度上平均）的距离红移关系是不一样的，在未微扰宇宙。在研究暗能量的性质时，这会产生严重的后果，并且如这里所示，会损害对暗能量的分析和研究。分析基于两种方法：线性透镜近似和非线性Szekeres Swiss-Cheese模型。不均匀尺度约为50 Mpc，两种模型沿视线具有相同的密度波动。通过对线性和非线性方法的比较表明，非线性修正是不可忽略的。当存在不均匀性时，距离变化了几个百分点。为了展示这种变化如何影响暗能量的测量，我们生成了10个未来的观测结果，不确定度为2%。它表明，使用标准的方法（即假设下的均匀性）的系统，由于不均匀性可以扭曲我们的分析，并可能导致一个结论，即暗能量演变时，实际上是恒定的（反之亦然）。因此，如果未来的观测只在均匀的框架内分析，那么不均匀性（如空洞和超星系团）的影响可能会被误认为是演化的暗能量。由于暗能量的演化和非演化之间的强有力的区别是理解暗能量性质的第一步，因此对不均匀性的适当处理是必不可少的。

具有局部空洞的肉丸宇宙中的SNe观测

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。