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
Lemaitre-Tolman-Bondi dust spacetimes: Symmetry properties and some extensions to the dissipative case
我们考虑Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）时空的耗散情况下的扩展。为此，我们对LTB进行了系统的研究。本研究是基于两个不同方面的LTB。一方面，LTB的对称性将被提出。另一方面，将给出用黎曼张量正交分裂中出现的一些基本标量函数（结构标量）对LTB的描述。我们将把那些承认与LTB类似的对称性的度量，或者那些共享对度量具有类似依赖性的结构标量的度量，视为LTB（以下简称GLTB）的“自然”推广。
2010-07-16 astro-ph.CO gr-qc
Tilted Lemaitre-Tolman-Bondi Spacetimes: Hydrodynamic and Thermodynamic Properties
我们从倾斜观察者的角度考虑勒梅特-托尔曼-邦迪时空，即流体相对于其径向运动的观察者。详细研究了倾斜观察者所看到的不完美流体及其四速度所描述的一致性。它示出，从这样的倾斜的观察者的角度来看，流体演化不可逆（即与非零熵产生率）。斜同余的非测地性质与四维熵流的散度的非零性有关。我们确定了与能量密度不均匀性的存在有关的因子，并描述了它的演化，这些结果与非倾斜观测者的结果进行了比较。最后，我们展示了一个特殊的情况下，非倾斜的同余可能是不稳定的。
2011-09-27 astro-ph.CO gr-qc
Evolution equations dynamical system of the Lemaître--Tolman--Bondi metric containing coupled dark energy
我们考虑非均匀球对称模型的基础上Lemaintre-Tolman-Bondi（LTB）度规，假设作为其源的普通重子物质，冷暗物质和暗能量与耦合项成比例的增加的能量密度的暗流体的相互作用的混合物。我们把爱因斯坦场方程简化为一个由演化方程和代数约束组成的一阶7维自治动力学系统。我们详细研究的演变的能量密度和空间曲率轮廓沿相空间通过两个子空间投影：一个三维投影与解决方案的Friedman-Lema\^itre-Robertson-Walker度规（不变子空间）和四维投影描述的演变的非均匀波动。我们还分类和研究的临界点的系统相比，以前的工作类似的来源，以及数值求解方程的初始能量密度和曲率分布，导致一个球形反弹，其崩溃的时间，我们估计适当。
2022-07-06 astro-ph.CO gr-qc
Lensing in the Geodesic Light-Cone coordinates and its (exact) illustration to an off-center observer in Lemaître-Tolman-Bondi models
本文提出了测地线光锥规范在弱透镜计算中的一个新应用。使用有趣的属性，这个规范，我们推导出一个精确的表达式的放大矩阵-涉及收敛，放大和剪切-和变形矩阵-涉及光学标量。这些表达式是简单的和非微扰的，只要没有焦散创建在过去的光锥，并通过建设，从薄透镜近似自由。我们将这些一般表达式应用于具有偏心观测器的Lemaintre-Tolman-Bondi（LTB）模型的例子，并获得作为GLC和LTB坐标之间的非微扰变换的直接结果的透镜量的显式形式。我们显示了它们的演化红移后的数值积分，欠密和过密的LTB模型，并解释其各自的变化在简单的非曲率的情况下。
2015-01-12 astro-ph.CO gr-qc
Single Past Null Geodesic in the Lemaitre-Tolman-Bondi Cosmology
这项工作提供了一个一般性的讨论空间非均匀Lemaintre-Tolman-Bondi（LTB）宇宙学，以及它的基本性质和许多有用的相关量，如宇宙学距离。我们应用单零测地线的概念，产生一些简单的分析解决方案，如红移的观测量。作为单零测地线技术的一个应用，我们进行了一个分形方法的抛物LTB模型，比较它的空间均匀的爱因斯坦-德西特宇宙学。结果表明，标准模型，在这种情况下所代表的Einstein-de Sitter宇宙学，可以等价地描述的分形分布的物质，因为我们发现，不同的单一分形维数描述不同的尺度范围内的抛物线LTB物质分布。结果表明，在大范围内，分形维数为0.5的抛物LTB模型近似于爱因斯坦-德西特宇宙的物质分布。
2013-12-17 astro-ph.CO gr-qc
A Lemaitre-Tolman-Friedmann Universe without Dark Energy
我们建立了一个简单的宇宙学模型，通过一个抛物Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）度规的红移$z\simeq 0.4$，双曲Friedmann度规的$z\sim 0.4$的规模，其中观察到调暗星系（$z\sim 1.4$）和散装空间平坦度规的最后散射表面。在威尔特希尔之后，考虑到抛物型LTB时空中心的观测者相对于双曲型弗里德曼度规中心的观测者的时钟速率不同，假设所有的正则性条件都被施加，并且LTB和双曲型弗里德曼度规的过去零部分都被识别出来，那么位于LTB中心的观测者会感知到一个“表观”负减速参数。结果，一阶哈勃定律出现在低红移。参数$K$产生驱动由中央LTB观察者感知的减速参数。最后，我们得到的减速参数的负值是兼容的，在我们目前的时代所观察到的能量密度。
2009-07-03 astro-ph.CO gr-qc
Lemaitre-Tolman-Bondi dust solutions in f(R) gravity
我们导出了一类由LTB度量描述的f（R）引力中的非静态非均匀尘埃解.场方程完全集成的所有参数的子情况下，并与类似的子情况下的LTB尘埃解决方案的GR。由于解决方案不承认经常对称中心，我们有两种可能性：（i）一个具有角度亏损的球形尘埃云作为一个真空Schwarzschild类解的源，与一个全局的粒子相关，或（ii）完全规则的尘埃虫洞，没有角度亏损，其静止标架同胚于Schwarzschild-Kruskal流形或三维环面。LTB度量和一般f（R）ansatzes之间的兼容性证明了生成LTB解的“逆过程”，其源可以从f（R）几何中找到。虽然由此产生的流体可能有一个难以捉摸的物理解释，它们可以被用来作为精确的非微扰玩具模型在理论和宇宙学应用的f（R）理论。
2017-10-26 astro-ph.CO gr-qc
Conserved Quantities in Lemaitre-Tolman-Bondi Cosmology
本文研究了Lematre-Tolman-Bondi（LTB）背景时空的线性扰动。研究了微扰在规范变换下的变换行为，构造了规范不变量。利用扰动能量守恒方程，我们证明了LTB中存在守恒量，特别是空间度规迹扰动，它在所有尺度上都是守恒的.然后，我们简要地将我们的讨论扩展到Lematre时空，并在LTB时空的这种扩展中构造规范不变的扰动。
2014-10-17 astro-ph.CO
Fractal universe and cosmic acceleration in a Lemaître-Tolman-Bondi scenario
在本文中，我们试图回答的问题：宇宙的宇宙加速度可以有一个分形的解决方案？我们给出了一个精确的解决方案的Lemaintre-Tolman-Bondi（LTB）宇宙的假设，这样一个光滑的度量是能够描述，平均而言，物质的分形分布。虽然LTB模型有一个中心，但我们推测，当分形维数与空间维数相差不大时，这个度量适用于分形结构的任何点，当选择为中心时，平均而言，没有任何特殊的点或方向。我们研究了观测到的Ia型超新星（SNe Ia）的星等-红移关系，表明宇宙膨胀的明显加速可以解释为物质的分形分布的结果时，相应的时空度规被建模为一个光滑的LTB之一，如果在几百Mpc的尺度上的分形维数是$D=2.9 \pm 0.02$。
2018-10-15 astro-ph.CO gr-qc
Averaged Lemaître-Tolman-Bondi dynamics
我们认为宇宙学的反反应效应在Buchert的平均形式主义的基础上明确的解决方案的Lemaintre-Tolman-Bondi（LTB）动力学是线性的LTB曲率参数，并有一个不均匀的爆炸时间。体积哈勃率被发现的体积比例因子，这代表了一个推导的最简单的唯象解决方案的Buchert的方程，其中的分数密度对应于平均曲率和运动学反作用明确确定的参数的基础LTB解决方案的边界处的平均体积。这种结构代表了一个完全可解的玩具模型，但它并不能充分描述我们的“真实”宇宙。
2016-12-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Age Problem in Lemaitre-Tolman-Bondi Void Models
众所周知，我们可以通过考虑一个不均匀和/或各向异性的宇宙（这违反了宇宙学原理）来解释当前的宇宙加速，而不需要调用暗能量或修正的引力。这类模型中最著名的是所谓的Lemartre-Tolman-Bondi（LTB）空洞模型，在这个模型中，宇宙是球对称的，径向不均匀的，我们生活在一个以我们的位置为中心的局部密度不足的空洞中。在目前的工作中，我们测试了各种LTB空洞模型与一些老高红移天体（OHRO）。显然，宇宙不可能比它的组成部分更年轻。我们发现，一个非常大的$r_0$（表征的空隙的大小），需要容纳这些OHRO在LTB空隙模型。在这个异常大的$r_0$和从其他观测（如SNIa、CMB等）推断出的小得多的$r_0$之间存在着严重的矛盾。然而，如果我们转而考虑类星体APM 08279+5255在红移$z=3.91$处的最低极限1.7\，Gyr，这种紧张可能会大大缓解。
2015-02-03 astro-ph.CO gr-qc
A new approach for doing theoretical and numeric work with Lemaitre-Tolman-Bondi dust models
引入准局部积分标量变量研究球对称Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）尘埃模型。除了提供一个协变量，理论上有吸引力，这些模型的参数的解释，这些变量使我们能够研究其动力学（在其充分的一般性）的流体流动演化方程，可以处理简单的数值技术，并具有显着的潜力天体物理学和宇宙学的应用。这些演化方程也可以理解的规范不变和协变形式主义的框架内的FLRW背景上的球形非线性扰动。协变时间分裂与新的变量导致，在一个自然的方式，改写已知的解析解的初始值框架内，其中协变标量给出了简单的标度律。通过使用这种重新参数化的解析解，我们重新审视，并提供了一个替代的前景已经在文献中处理的各种理论问题：正则性条件，欧米茄参数，以及拟合给定的LTB模型的密度或速度的径向分布在不同的宇宙时间。其他理论问题和数值应用将在单独的文章中进行研究。
2010-02-01 astro-ph.CO gr-qc
Formation of Gyrs old black holes in the center of galaxies within the Lema\^ıtre--Tolman model
在这篇文章中，我们提出了一个模型的形成星系与一个黑洞在中心。它是基于Lemaitre-Tolman解决方案，是一个早期的模型的改进。最重要的改进是黑洞内部几何形状的选择，允许形成Gyrs老黑洞。其他改进是使用任意弗里德曼模型作为背景（未扰动）的初始状态和适应模型的任意密度分布的星系。我们的主要兴趣是M87星系（NGC 4486），它拥有一个质量为$3.2\cdot 10^{9}M_{\odot}$的超大质量黑洞。结果表明，对于这个特殊的星系，在我们的模型的框架内，初始状态是一个扰动的$Λ$ CDM模型，年龄的黑洞可以达到12.7 Gyrs。还研究了模型在最后散射时对所选参数的依赖性。黑洞的最大年龄是M87星系的$Ω_m$和$Ω_Λ$参数的函数，可以是3.717或12.708 Gyr。
2012-01-06 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
Radial asymptotics of Lemaitre-Tolman-Bondi dust models
我们研究了球对称Lemaitre-Tolman-Bondi尘埃模型的径向渐近行为，通过观察它们沿径向射线的协变标量，这些标量是由适当长度$\ell$参数化的类空测地线，与4-速度和SO（3）轨道正交。通过引入准局部标量定义为积分函数沿射线，我们得到了一个完整的和协变表示的模型，导致初始值参数化，其中所有标量可以由标度律依赖于两个度量尺度因子和两个基本的初始值函数。考虑规则的“开放”的LTB模型，其空间切片允许一个发散的$\ell$，我们提供的条件，径向坐标，使其渐近极限对应的极限为$\ell\to\infty$。“渐近状态”然后定义为这个极限，连同渐近级数展开，评估所有度量函数，协变标量（本地和准本地）和它们的波动。通过考察不同的初始条件，我们研究并分类了具有对称中心的抛物型、双曲型和开椭圆型模型的渐近态。我们证明，在径向方向上，模型可以渐近于以下时空中的任何一个：具有零或负空间曲率的FLRW尘埃宇宙学、Minkowski平坦空间（包括Milne空间）的部分、Schwarzschild-Kruskal流形的部分或自相似尘埃解。
2010-06-09 astro-ph.CO gr-qc
Blueshifts in the Lema\^ıtre -- Tolman models
在具有非常数爆炸时间函数$t_B(r)$的Lema-T模型中，在大爆炸的那些点附近发射的光，在这些点处$\dril {t_B} r \neq 0$在接收器位置处发生蓝移。蓝移的射线预计会扰乱宇宙微波背景（CMB）辐射的温度，沿着目前中心观测者的视线。它示出在这里，在一个一般的L-T模型中，可以选择的$t_B(r)$，使蓝移产生区域被隐藏的重组时间之前，在L-T模型不适用。本文的其余部分致力于研究蓝移在一个特定的L-T模型，称为L-T $(t_B)$ -一个复制的光度距离与红移关系的$Λ$ CDM模型使用非常数$t_B(r)$单独。确定了蓝移产生区在L-T $(t_B)$时空中的位置。我们计算了与当前中心观测者的过去光锥相交的几条光线的红移/蓝移分布。考虑了与Friedmann匹配的L-T $(t_B)$模型，计算了该复合模型中的红移/蓝移分布.蓝移不可见的要求使得L-T $(t_B)$模型在天体物理学上是不可接受的，如果它应该应用到复合时间，但并没有“排除”一般的L-T模型-它只是对$\dril {t_B} r$施加了限制。
2014-11-21 astro-ph.CO gr-qc
Obtaining the Time Evolution for Spherically Symmetric Lemaître-Tolman-Bondi Models Given Data on Our Past Light Cone
给出了一个严格的证明，给出了适当的数据，我们过去的光锥导致的度量函数和所有的时间导数的确定，我们过去的光锥，从而显示了如何发展的解决方案，我们从光锥上的数据，它在一个明确的和直接的方式。它还自动给出了一个程序，用于构造所有球对称的，非均匀的宇宙学Lemaintre-Tolman-Bondi模型在观测坐标系中的解，作为我们需要的时间上的泰勒级数。我们的程序考虑到了观察者区域（角直径）距离的最大值的基本数据，以及发生这种情况的红移$z_{max}$。这使得能够确定真空能量密度$μ_Λ$，否则其将保持不确定。
2009-10-30 astro-ph.CO
Accelerating expansion or inhomogeneity? A comparison of the $Λ$CDM and Lema\^ıtre - Tolman models
它示出了如何解释的弗里德曼模型与$Λ< 0 = k$（$Λ$ CDM模型）的背景下的某些观察可以重新解释使用$Λ= 0$ Lema\^ıtre - Tolman（L-T）模型，以消除“暗能量“。本文的目的是通过尽可能多的解析计算或非常简单的数值程序来澄清潜在的几何关系。在第一部分的文件（虚构的）沿过去的光锥的观察者的膨胀速度分布的意见被认为是。结果表明，用$Λ= 0 = E$在L-T模型中可以再现$Λ$ CDM观测者过去的全部光锥。这是一个几何练习，其优点是没有数值复杂性。在第二部分中，我们用具有$-k = 2E/r^2 =$常数$> 0$的L-T模型来复制$Λ$ CDM模型的光度距离-红移关系。$k$的值和函数$t_B(r)$由$Λ$ CDM参数确定。描述了该L-T模型的一般性质。文中详细介绍了数值计算中的视地平问题，并基本解决了这些问题。第二个模型是一个反例，证明了一个模拟$Λ$ CDM的L-T模型必须在中心周围包含一个空洞--它在$R = 0$处有一个密度峰值。
2014-03-19 astro-ph.CO gr-qc
Some clarifications about Lemaître-Tolman models of the Universe used to deal with the dark energy problem
在过去的15年里，人们提出了非均匀宇宙学模型来解释SNIa光度变暗的现象，而没有诉诸于暗能量。最简单的模型是具有中心观测器的球对称Lemaintre-Tolman（LT）解。必须将其使用视为迈向更复杂模型的第一步。球对称只是一种数学简化，人们必须把球对称模型看作是在我们周围的角度上表现出平滑的能量密度。然而，有些作者却从表面上看它们，他们试图把它们用于不相关的目的，或者把它们当作我们宇宙的可靠模型来检验。我们希望澄清这些模型必须如何在宇宙学中使用。首先，我们使用井口和合作者获得的结果，以获得纯增长和衰减模式LT模型的密度分布。然后，我们根据上述解释讨论不同测试提案的相关性。我们发现，衰减模式（抛物线）LT模型总是表现出其中心和生长模式（椭圆形或双曲线）LT模型，一个空洞附近的密度过大。这与文献中的一些说法不一致。我们驳回了所有以前的建议，只是为了测试的LT模型的球对称性，我们同意的值$H_0$和红移漂移的测量是有效的测试模型。然而，我们怀疑，这最后一个测试，这是最好的原则，将更复杂的实现比通常声称。
2012-06-28 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
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
Perturbations in Lemaitre-Tolman-Bondi and Assisted Coupled Quintessence Cosmologies
在这篇论文中，我们研究了Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）和辅助耦合精粹（ACQ）宇宙学中的线性微扰。首先，我们简要介绍宇宙学的标准模型。然后，我们介绍了宇宙学扰动理论（CPT）在线性阶的平坦的Friedmann-Robertson-Walker（FRW）宇宙学。接下来，我们研究Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）背景时空的线性扰动。研究了扰动在规范变换下的变换行为，构造了LTB中的规范不变量。我们表明，使用微扰能量守恒方程，有一个保守的量在LTB是保守的所有尺度。然后，我们简要地延长我们的讨论勒梅特时空，并构建规范不变的扰动在这个扩展的LTB时空。我们还研究了FRW背景下辅助耦合quintessence模型中的线性扰动行为。我们提供了这类模型的完整的控制方程组，并解决了系统的数值。为此目的编写的代码，然后用于发展各种模型和参数值的增长函数，我们比较这些标准的$Λ$ CDM模型和当前和未来的观测范围。我们还研究了“小尺度近似”的适用性，通常用于计算增长函数的精华模型，在即将到来的实验，如SKA和欧几里得。我们发现，这些未来的调查的全部方程的结果偏离近似超过实验的不确定性。构造的数值代码，PYESSENCE，写在Python中解决系统的背景和扰动演化方程的辅助耦合的精髓，也进行了讨论。
2017-05-01 astro-ph.CO
Redshift drift in a universe with structure I: Lemaitre-Tolman-Bondi structures with arbitrary angle of entry of light
我们认为红移漂移和位置漂移与天体物理源的形式主义，是适合于描述发射器和观察者的光在任意时空几何，同时确定发射器的一个给定的零测地束到达观察者世界线。然后，我们将该情况限制为Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）几何结构的特殊情况，并求解具有任意碰撞参量的通过该结构传播的光线，即，以任意角度进入LTB结构。由共动源发出的红移漂移信号，并由一个共动观察者原来是占主导地位的Ricci曲率和电Weyl曲率的贡献，作为集成沿连接的光线。这一性质极大地简化了红移漂移信号的计算，我们希望这一性质可以扩展到更复杂的模型，包括瑞士奶酪模型。当考虑具有随机碰撞参量的多个零射线时，平均红移漂移信号可以用单个Ricci聚焦项很好地近似。这表明，宇宙学红移漂移的测量可以被用来作为一个直接探测的强能量条件下，在一个现实的宇宙中，光子通过许多连续的结构。
2022-08-08 astro-ph.CO
Comparison of two approximation schemes for solving perturbations in a LTB cosmological model
最近，作者将二阶微扰理论应用于尘埃Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙模型，研究了Lemaitre-Tolman-Bondi宇宙模型中的微扰。在此之前，已有文献在Clarkson，Clifton和February提出的假设下分析了Lemaitre-Tolman-Bondi宇宙模型中的线性微扰，其中两个微扰变量是可忽略的。然而，这是一个重要的问题，在什么情况下克拉克森-克利夫顿-二月假设是有效的。在本文中，我们研究这两种方法之间的差异。结果表明，在一般情况下，这两种方法是不兼容的。也就是说，在我们的微扰过程中，克拉克森-克利夫顿-二月假设在我们感兴趣的顺序上是无效的。
2014-10-08 astro-ph.CO gr-qc
Closed-form approximations of fundamental quantities of Lemaitre-Tolman-Bondi cosmologies from Symbolic Regression: I. Results on the Garcia-Bellido-Haugbølle parameterization
Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço（空间天体物理与天文研究所）；Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa（里斯本大学理学院）；Departamento de Física, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa（里斯本大学理学院物理系）；Donald Bren School of Information and Computer Sciences, University of California, Irvine（加州大学尔湾分校唐纳德·布伦信息与计算机科学学院）；Sydney Institute for Astronomy, School of Physics, The University of Sydney（悉尼大学物理学院悉尼天文研究所）；University of Edinburgh, Higgs Centre for Theoretical Physics（爱丁堡大学希格斯理论物理中心）
本文通过符号回归方法，为Lemaitre-Tolman-Bondi宇宙学中的五个基本函数提供闭式近似，特别针对Garcia-Bellido-Haugbølle参数化，高精度复现数值数据，支持快速参数扫描和模型比较。
2026-03-22 astro-ph.CO
Brane Isotropisation in Extra-Dimensional Tolman-Bondi Universe
我们考虑嵌入在一个额外的维托尔曼-邦迪宇宙中的3-膜的动力学空间的起源起着特殊的作用。嵌入的选择，使诱导物质分布在膜尊重球对称的物质在额外的维空间。研究了探测膜上的海市蜃楼宇宙学，得到了一个非均匀各向异性的四维宇宙学，其中空间的起源也是特殊的。然后，我们专注于围绕原点的空间几何，并表明诱导几何，这是最初的非均匀和各向异性，收敛到一个各向同性和均匀的弗里德曼-勒梅特四维时空。例如，当一个3-膜被嵌入一个5d物质主导的模型中时，原点周围的4d动力学收敛到一个辐射主导时代的弗里德曼-勒梅特宇宙。我们分析了这个各向同性的过程，并表明它是一个晚时间吸引子。
2012-04-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Phenomenological constraints on Lemaitre-Tolman-Bondi cosmological inhomogeneities from solar system dynamics
首先，我们解析地计算出在非均匀Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）模型的宇宙学潮汐效应引起的局部费米坐标系中运动的试验粒子轨道上的长期（即在一个轨道旋转上平均）扰动。LTB解决方案最近引起了人们的注意，除其他事项外，作为一种可能的解释所观察到的宇宙加速，而不诉诸暗能量。然后，我们用不同的太阳系数据唯象地约束了费米坐标系中LTB度规的参数K_1 = - \ddot R/R和K_2 = - \ddot R ^'/R^'。最近用天文历表估算的内行星近日点的标准牛顿/爱因斯坦岁差的修正值$Δ\dot\varpi$与我们的预测值相比，得出K_1 =（4+8）10^-26 s^-2，K_2 =（3+7）10^-23 s^-2。将卡西尼号上的地球-土星距离的残差与数值积分的LTB距离信号进行比较，可以得到K_1/2 = 10^-27 s^-2。根据对太阳系偏远地区彗星簇射的观测结果，奥尔特云中一个典型天体的轨道相对于普遍接受的牛顿图像的LTB畸变指向K_1/2 <= 10^-30-10^-32 s^-2。这些数字必须与从宇宙学数据中推断出的数量级为K1 \approx K2 = -4 10^-36 s^-2的数字进行比较。
2010-05-13 astro-ph.CO astro-ph.EP gr-qc
Constraints on Lema\^ıtre-Tolman-Bondi models from Observational Hubble Parameter data
我们使用观测哈勃参数数据（OHD），最新的观测数据集（Stern et al. 2010，简称SJVKS）和模拟数据集，以约束Lema-Tolman-Bondi（LTB）空洞模型。强调了在LTB宇宙学中对OHD本身进行一致性检验的必要性。选择三个空隙作为测试模型，并使用SN Ia和OHD的Union 2数据集进行约束。尽管它们的参数化不同，但我们的测试模型的结果显示出一些指示性的相似性，例如，从OHD获得的最佳拟合空隙都比从SNIa获得的空隙宽得多。由于SJVKS数据集的大小很小，因此约束条件并不确定。因此，未来OHD观测的约束力进行了研究，通过一个图的优点（FoM）分析的基础上的Monte Carlo模拟数据。我们发现，在未来OHD与SN Ia变得更加一致的情况下，测试模型的结果几乎是一致的：1）需要多达32个SJVKS样不确定性水平的OHD数据点才能给出比SN Ia的Union 2数据集更高的FoM; 2）精确的观测有助于减少所需的数量; 3）增加调查深度并不总是增加FoM。另一方面，如果未来的OHD和Union 2数据集以与目前类似的方式保持不同的空隙，则从两个探针获得的1σ置信区域最终应该分离。我们测试这个猜想，并发现，这种不一致性出现的最低观测要求（数据集的大小，不确定性水平和调查深度）强烈依赖于空模型。
2012-01-12 astro-ph.CO
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
A (giant) void is not mandatory to explain away dark energy with a Lemaitre - Tolman model
具有中心观测者的Lemaittre- Tolman（L-T）玩具模型已被用来研究大尺度不均匀性对超新星Ia变暗的影响。在这个框架中，一个巨大的空洞是解释暗能量的强制性要求，这是目前占主导地位的。我们的目标是证明L-T模型的存在，它再现了$Λ$ CDM模型的一些特征，但不包含巨大的宇宙空洞。我们建议使用两组数据-角直径距离连同红移空间质量密度和角直径距离连同膨胀率-两者都定义在过去的零锥上作为红移的函数。我们假设这些函数的形式与$Λ$ CDM模型中的相同。利用Mustapha-Hellaby-Ellis算法，我们将这些初始数据数值转换为通常的两个L-T任意函数，并求解演化方程来计算时空中的质量分布。对于这两种模型，我们发现，电流密度分布并没有表现出一个巨大的空白，而是一个巨大的驼峰。然而，这个隆起是不能直接观察到的，因为它与当前的观察者处于类空关系。所谓的巨大空洞的存在是早先使用的L-T模型的结果，因为它们的普遍性先验地受到不必要的简化假设的限制，例如，爆炸时间函数是常数。相反，我们可以将过去光锥上的任何质量分布或膨胀率历史作为L-T演化方程的初始数据。当使用一个完全一般的L-T度量时，巨空并不隐含。
2010-06-09 astro-ph.CO
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
Separating expansion from contraction in spherically symmetric models with a perfect-fluid: Generalization of the Tolman-Oppenheimer-Volkoff condition and application to models with a cosmological constant
我们研究球对称完美流体时空，并讨论了一个分离壳的存在性和稳定性的扩展和塌陷区域分开。我们进行了3+1分裂，并获得规范不变的条件有关的固有空间曲率的壳的Misner夏普质量和压力的函数，我们介绍和推广的托尔曼-奥本海默-Escheroff平衡条件。我们发现，满足这两个条件的表面适合，局部，一个分割壳的要求，我们认为，宇宙学的初始条件应该允许其全球有效性。我们分析了具有宇宙学常数的Lemaintre-Tolman-Bondi尘埃模型的特殊情况，并以具有宇宙学常数的冷暗物质模型（Λ-CDM）及其推广到包含中心完美流体核的情况为例进行了分析。这些模型为我们的结果提供了简单但有趣的物理说明。
2010-06-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Consistent metric combinations in cosmology of massive bigravity
大质量双引力模型是标准宇宙学的有趣替代品。然而，在大多数情况下，这些模型都是针对简化的场景进行研究的，其中两个度量都采用具有相同空间曲率的均匀和各向同性形式[Friedmann-Lemaintre-Robertson-Walker（FLRW）]。考虑更一般的几何形状的兴趣出现，特别是鉴于迄今为止遇到的困难，在建设稳定的宇宙学解决方案与均匀和各向同性的度量。在这里，我们考虑了一些情况下，这两个指标采取更一般的形式，即FLRW与不同的空间曲率-Lemaintre，Lemaintre-Tolman-Bondi（LTB），和Bianchi我-以及只有一个度量线性扰动的情况下。我们讨论了可能的一致的组合，并发现只有一些特殊情况下FLRW-Lemaittre，LTB-LTB，FLRW-比安奇我的组合给予一致的，非平凡的解决方案。
2015-11-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Separating expansion from contraction and generalizing TOV condition in spherically symmetric models with pressure
我们研究了带压力的球对称解，并讨论了分离膨胀区和坍缩区的分离壳的存在性。我们进行了3+1分裂，并获得规范不变的条件，不仅有关的固有的空间曲率的外壳的ADM质量，但也是一个函数的压力，我们介绍的推广的托尔曼-奥本海默-Escheroff平衡条件。我们考虑一个特殊的情况下，一个Lemaintre-Tolman尘埃模型与宇宙学常数（一个$Λ$ -CDM模型）作为我们的结果的一个例子。
2009-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
New Cosmological Solutions in Massive Gravity
我们发现了新的，简单的宇宙学解决方案与平面，开放和封闭的空间几何，相反，以前的智慧，只有开放的模型是允许的。度规和Stückelberg场被明确地给出，显示了在通常的Friedmann-Lemaintre-Robertson-Walker坐标中Stückelberg的非平凡配置。该解决方案表现出自加速，而从鬼不稳定性。我们的解决方案可以容纳不均匀的尘埃崩溃所代表的Lemaintre-Tolman-Bondi度量以及。因此，我们的结果不仅可以用来描述均匀和各向同性的宇宙学，而且可以用来研究大质量引力下的引力坍缩。
2012-05-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Separating expansion from contraction: generalized TOV condition, LTB models with pressure and $Λ$CDM
讨论了带压球对称解中分离膨胀区和坍缩区的分壳的存在性。我们得到规范不变的条件不仅关系到固有的空间曲率的外壳的ADM质量，但也是一个函数的压力，我们介绍，概括的托尔曼-奥本海默-Escheroff平衡条件，在一个3+1时空分裂的框架。我们考虑一个特殊的情况下，一个Lemaintre-Tolman-Bondi尘埃模型与宇宙学常数（一个$Λ$ -CDM模型）作为我们的结果的一个例子。
2009-11-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Axial Bianchi IX and its Lema{î}tre-Hubble diagram
本研究基于宇宙学原理的最小对称性破缺标准，计算了含共动尘埃的轴向Bianchi IX宇宙的Lemaître-Hubble图，发现该标准仅允许轴向Bianchi I和正曲率的Bianchi IX宇宙，且排除了负曲率情形。
2023-12-15 astro-ph.CO gr-qc
A non-linear approximation for perturbations in ΛCDM
我们用梯度级数展开描述了ΛCDM宇宙中的不均匀性，并证明了它描述的引力演化远远超出了标准微扰论的能力，进入了非线性区域。我们将梯度展开与描述ΛCDM宇宙中生长结构的精确非齐次ΛLTB解（包含宇宙学常数的Lemaitre-Tolman-Bondi度规）进行了比较，发现梯度展开很好地逼近了精确解。
2012-10-18 astro-ph.CO gr-qc
Beyond Spherical Top Hat Collapse
我们研究了宇宙中的非均匀球形扰动的演化，以一种简单的方式概括了球形礼帽坍缩。为此目的，我们推导出一个动力学方程的密度对比度的演化的上下文中的勒梅特-托尔曼-邦迪度规和构造解决方案，与和没有一个宇宙学常数的球形微扰与给定的初始径向轮廓的演化。
2010-08-13 astro-ph.CO
Halo abundances and shear in void models
通过数值模拟Lemaitre-Tolman-Bondi空洞模型，研究了暗物质的非线性引力坍缩过程.我们扩展晕质量函数形式主义，这些模型在一个一致的方式。这种扩展不仅在所有时间和半径上与模拟数据进行了比较，而且还提供了关于背景切变对扰动增长的影响的有趣线索。我们的研究结果提示，通过集群数量计数，这可能会产生强烈的约束一般非均匀模型，任何规模的背景剪切约束的可能性。
2012-08-23 astro-ph.CO
