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
Analytic Solution to Geodesic Equations in Lemaître-Tolman-Bondi Metric
在本文中,我们使用泰勒展开方法来解决LTB度量。
2017-05-20 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
Lemaitre-Tolman-Bondi model of the universe and Hawking radiation of a dynamical horizon
本文讨论了以视视界为界的各向异性球对称Lemaitre-Tolman-Bondi宇宙模型。对有质量和无质量的试验粒子,用Hamilton-Jacobi方法,我们能证明由霍金辐射引起的视视界温度是通常的霍金温度。通常的Lemaitre-Tolman-Bondi模型和变换后的r规范Lemaitre-Tolman-Bondi模型也是等价的。最后,Tunnel方法的结果与Hamiltonian-Jacobi方法一致。
2012-09-28 gr-qc
Cosmological expansion and local systems: a Lemaître-Tolman-Bondi model
我们提出了一个Lemaintre-Tolman-Bondi系统模拟一个两体系统来解决宇宙膨胀与局部动力学的问题。这个系统是强束缚的,但参与宇宙膨胀,并与宇宙底层一起运动。
2013-01-08 gr-qc
The Weierstrass Criterion and the Lemaitre-Tolman-Bondi Models with Cosmological Constant λ
利用经典的Weierstrass判据分析了具有宇宙学常数Λ的Lemaitre-Tolman-Bondi模型.准确地说,我们表明,维尔斯特拉斯的方法允许我们分类这些不均匀的球对称宇宙的动力学考虑到它们与Λ的符号的关系。
2011-11-03 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
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
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
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
A study on existence of Wormhole in Lemaitre-Tolman-Bondi model
本文在非均匀LTB时空背景下研究演化虫洞解的存在性,通过面积半径的可分离乘积形式给出形状函数,并检验了可行虫洞构型的条件。
2024-09-02 gr-qc
Thermodynamics of Lemaitre-Tolman-Bondi Model
本文将我们的宇宙看作非均匀球对称的Lemaitre-Tolman-Bondi模型,并分析了该模型的热力学性质。计算了捕获层位,发现捕获层位与视层位一致。证明了爱因斯坦场方程与统一的热力学热力学第一定律是等价的。最后,在假设热力学热力学第一定律的前提下,在理想流体的视视界和全息暗能量的事件视界,检验了广义热力学第二定律的有效性。
2010-06-13 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
Optical properties of self-similar structure in Lemaitre-Tolman-Bondi model
我们探讨的影响来自嵌套结构的径向光线的传播通过他们在简单的自相似配置包含对空隙和过密区域。每一对都可以用Lemaitre-Tolman-Bondi度规来描述,并且由内部尘球和外部Schwarzschild区域组成。为了回答当结构的每个分量都可用广义相对论的弱场近似描述时,是否能得到强相对论效应的问题,本文用数值方法研究了红移与嵌套对数量之间的关系。
2017-05-24 gr-qc
Central density cusps in the Lemaître-Tolman solutions
Lemaintre-Tolman(LT)解的中心密度分布特征在其作为宇宙学模型的应用中起着重要的作用。本文对用来模拟完全引力坍缩的这些解也研究了同样的性质。发展的一个必要条件的黑洞(甚至没有局部裸奇点)。这个条件允许中心密度尖点,LT解决方案的中心功能时,用于匹配宇宙学观测,而不调用宇宙学常数。
2015-05-28 gr-qc
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
Hawking Like radiation from the Dynamic horizon in Lemaitre-Tolman-Bondi Model of the Universe : Quantum Prescription
本文将霍金辐射引起的黑洞热力学的最新进展应用于宇宙为非均匀LTB模型的普适热力学。用HJ方法计算了考虑量子修正的类霍金温度,其半经典部分与径向零测地线方法计算的结果一致。
2012-09-28 gr-qc
Generalized Lemaitre-Tolman-Bondi Solutions with Pressure
利用ADM方程,我们推导出一个度量和约化场方程描述一般的,球对称的理想流体。度规描述了在一个单一的坐标补丁的内部完美流体区域和外部真空史瓦西时空。外时空处于广义Painleve-Gullstrand坐标系中,这是一个无限大的坐标系。在静态极限下,系统内部与外部在史瓦西坐标系中简化为Tolman-Oppenheimer-Schwarzschild方程。我们显示的坐标变换的非静态的情况下,共动坐标,度量被看作是一个直接推广的勒梅特-托尔曼-邦迪时空,包括压力。
2006-09-21 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
A Lemaitre-Tolman-Bondi cosmological wormhole
我们提出了一个新的解析解的爱因斯坦场方程描述一个虫洞壳的零厚度连接两个Lemaitre-Tolman-Bondi宇宙,没有径向吸积。壳层上的物质满足能量条件,并且在后期,壳层与以尘埃为主的宇宙底层一起运动。
2010-07-30 gr-qc math-ph math.MP
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
The Possibility of Cosmic Acceleration via Spatial Averaging in Lemaitre-Tolman-Bondi Models
我们研究了在空间平均的、膨胀的、未束缚的勒梅特-托尔曼-邦迪宇宙学中可能发生的正宇宙加速。通过研究三曲率的贡献占主导地位的物质密度的近似,我们构建的数值模型,表现出加速。
2006-09-25 astro-ph gr-qc
Kullback-Leibler entropy and Penrose conjecture in the Lemaitre-Tolman-Bondi model
我们的宇宙拥有各种各样的大尺度结构,从空洞到星系团,所以找到一些简单合理的度量来描述宇宙中的不均匀性是很有趣的。为此,我们探索了两种不同的方法:Kullback-Leibler熵和Weyl曲率张量。这两个量表征了物质的实际分布与未扰动背景的偏差。我们在尘埃宇宙中的球对称Lemaitre-Tolman-Bondi模型中计算了这两个测度。精确和微扰计算,我们观察到,这两个措施是成比例的二阶。
2015-03-17 gr-qc
Backreaction in the Lemaitre-Tolman-Bondi model
我们研究反作用分析使用抛物Lemaitre-Tolman-Bondi宇宙作为一个玩具模型。我们计算了两种不同超曲面上的平均膨胀率和能量密度,并对结果进行了比较。我们还考虑了哈勃定律,发现如果用适当的时间测量,逆反应会减慢膨胀,但如果用能量密度测量,逆反应会加快膨胀。
2004-12-01 astro-ph gr-qc hep-th
Formation of a galaxy with a central black hole in the Lemaitre-Tolman model
我们建立了两个模型的形成星系与中央黑洞,从一个小的初始波动在重组。这是以前开发的方法的应用,以找到从给定的初始密度或速度分布演变到给定的最终密度分布的Lemaitre-Tolman模型。我们表明,黑洞本身可能是一个塌陷的对象,或一个完整的Schwarzschild-Kruskal-Szekeres虫洞的非真空概括。特别注意的是黑洞的表观和事件视界。
2004-01-06 gr-qc
Quantum gravitational correction to the Hawking temperature from the Lemaitre-Tolman-Bondi model
我们解决了量子约束方程的Lemaitre-Tolman-Bondi模型在半经典近似中进行的扩展相对于普朗克长度。我们用这种方法恢复了霍金温度的标准表达式以及它的第一个量子引力修正。然后,我们解释这种修正的能量动量张量的单圈迹异常,从而使接触到量子黑洞的早期工作。
2010-08-11 gr-qc hep-th
Quantum Gravitational Collapse in the Lemaitre-Tolman-Bondi Model with a Positive Cosmological Constant
以前的论文讨论了宇宙学常数$Λ$为零的Lemaitre-Tolman-Bondi(LTB)模型的量子化。在这里,我们将分析扩展到$Λ>0$的情况。我们的主要目标是给出惠勒-德威特方程的解,给出它们的解释,并从中导出霍金辐射。我们仅限于讨论那些与$Λ=0$ -情况不同的点。这主要与两个视界的出现有关。
2009-12-18 gr-qc hep-th
High-derivatives and massive electromagnetic models in the Lemaitre-Tolman-Bondi spacetime
嵌入非均匀LTB时空背景的麦克斯韦电磁理论在几年前的文献中已有描述。然而,关于质量或高导数的术语没有被探索。在这项工作中,我们研究了非均匀时空对高导数和大质量电磁模型的影响。我们使用的LTB度量和计算的物理量的利益,即比例因子,密度的电磁场和哈勃常数,Proca和更高的衍生波多尔斯基模型。我们在两个模型中都发现了一个新的奇点,并且在Proca模型中磁场必须为零。
2020-02-26 gr-qc
Ideal gas sources for the Lemaitre-Tolman-Bondi metrics
用满足单原子气体状态方程的粘性流体取代勒梅特-托尔曼-邦迪度规中的尘埃源,新的精确解就出现了。这些解具有一致的物理解释。满足扩展不可逆热力学的最一般输运方程,唯象系数与非相对论性Maxwell-Bolzmann气体的特征系数非常相似。
1998-03-26 astro-ph gr-qc physics.flu-dyn
All black holes in Lemaitre-Tolman-Bondi inhomogeneous dust collapse
在非均匀尘埃引力坍缩的Lemaitre-Tolman-Bondi形式主义中,我们分析了当施加一些物理上合理的要求(即能量密度的正径向递减和二次分布以及避免壳层交叉奇点)时导致形成全局覆盖奇点(即黑洞)的参数空间。事实证明,只有在标准的奥本海默-斯奈德方案中奇点同时出现时,黑洞才能作为坍缩的终态出现。给定一个固定的密度分布,则有一个下落粒子的速度分布,它将产生一个黑洞。所有其他允许的速度剖面将终止坍缩在局部裸奇点。
2015-09-08 gr-qc
Gauge invariant perturbations of self-similar Lemaître-Tolman-Bondi spacetime: even parity modes with $l\geq 2$
在本文中,我们考虑规范不变的线性扰动的度量和物质张量描述的自相似Lemaintre-Tolman-Bondi(类时尘埃)时空包含一个裸奇点。我们分解的角度部分的扰动的球谐函数,并进行梅林变换,以减少一组常微分方程的奇异点的扰动方程。我们固定的初始数据,使扰动是有限的轴上和过去的零锥的奇异性,并遵循扰动模式的柯西地平线。在那里,我们认为,某些标量形成的模式的扰动仍然是有限的,表明线性稳定的柯西视界。
2009-03-18 gr-qc
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
Structure formation in the Lemaitre-Tolman model
结构内的勒梅特-托尔曼模型的形成进行了研究,在一般的方式。我们寻求这样的模型,即在均匀背景中的初始密度扰动具有比它将发展成的结构更小的质量,并且扰动然后在演化过程中吸积更多的质量。这是Bonnor在1956年所采取的方法的概括。证明了在任意两个常数时间片上的任意两个球对称密度剖面都可以通过Lemaitre-Tolman演化连接,并得到了确定L-T模型的任意函数的精确隐式公式.的过程中的例子进行了数值研究。
2001-10-31 astro-ph 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
Hyperbolically symmetric versions of Lemaitre-Tolman-Bondi spacetimes
我们研究了具有双曲对称性的流体分布,它与Lemaitre-Tolman-Bondi(LTB)解具有许多共同的特征(例如,它们是测地线,剪切,非共形平坦和能量密度不均匀)。因此,它们可以被认为是LTB的双曲对称版本,其中球面对称被双曲对称取代。我们首先考虑纯尘埃模型,然后我们扩展我们的分析耗散模型与各向异性压力。在前一种情况下,复杂性因子必然是非零的,而在后一种情况下,则发现了复杂性因子为零的模型,值得注意的是,所有满足复杂性为零条件的解必然是非耗散的,并且满足刚性状态方程。
2021-10-05 gr-qc
Study of Generalized Lema\^ıtre-Tolman-Bondi Spacetime in Palatini $f(R)$ Gravity
本文旨在分析Palatini $f(R)$引力作用下耗散尘埃的LTB时空的推广.我们探讨了修改后的场方程,运动学变量和质量函数在这种情况下。我们构造Bianchi身份使用的剪切,膨胀和曲率标量的背景下Palatini $f(R)$重力守恒和微分方程。在此框架下,我们计算了黎曼张量正交分解的标量函数。这些标量函数被称为结构标量,已经用修正的场方程在LTB时空中进行了探索。本文用两种子情形讨论了LTB时空的对称性质。我们发现,广义LTB时空的性质与LTB和获得的结构标量在这两种情况下,有一个类似的依赖于材料的配置文件,即使在Palatini重力。
2021-12-20 gr-qc
Lemaître-Tolman-Bondi model: fractality, bang time, and Hubble law I. Initial conditions and compatibility of density and velocity laws
本文系统地研究了LTB模型在大尺度结构中的应用及其演化。本文研究了大尺度下渐近FRW的LTB模型的三种可能的初始条件:爆炸时间、分形密度(分形维数D=2)和速度律。其中任何两个决定了第三个。分形密度和同步爆炸时间提供了一个定量的尺度估计,超过这个尺度,偏离线性哈勃定律的偏差就很小。这个边界可以用零速度表面来识别。对于分形密度和线性哈勃定律,证明了爆炸时间必然是非同时的。
1999-12-21 gr-qc
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
Redshift drift in radially inhomogeneous Lemaître-Tolman-Bondi spacetimes
我们提供了一个估计Lemaître-Tolman-Bondi(LTB)球对称宇宙中红移及其长期变化(红移漂移)的公式。我们计算了LTB模型的红移漂移的标度,该模型预测的哈勃图与标准宇宙学模型,平坦的$Λ$冷暗物质($Λ$ CDM)模型的红移漂移没有区别。我们发现,这些退化的LTB模型的红移漂移通常是不同的预测在$Λ$ CDM的情况。我们还强调和讨论了一些非常规的红移漂移信号中出现的LTB宇宙,并给他们鲜明的特点相比,标准模型。我们认为,红移漂移是一个度量观察,允许减少自由度的球对称模型,使他们更具有预测性,从而证伪。
2021-12-16 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
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
The generalized Lemaitre-Tolman-Bondi solutions with nonzero pressure in modeling the cosmological black holes
在这项工作中,我们得到了一组新的精确解的爱因斯坦方程,推广了已知的Lemaitre-Tolman-Bondi解的某些情况下的非零压力下的零空间曲率。这些解试图描述处于非静态宇宙学背景中的黑洞,并为研究引力束缚系统中宇宙膨胀效应的问题提供了可能。它们也可以作为一个种子模型,在宇宙中的结构形成的问题,在物质和辐射去耦的时代。结果表明,所得到的每一个解在空间的中心区域都包含Reissner-Nordstrom或Schwarzschild黑洞.它表明,在解决爱因斯坦方程的质量函数使用的方法,可以得到明确的物理解释的解决方案,是非常有益的任何进一步的应用。
2016-11-28 gr-qc
Toward a Midisuperspace Quantization of LeMaitre-Tolman-Bondi Collapse Models
球形尘埃坍缩的LeMa <$tre-Tolman-Bondi模型已经被广泛用于研究各种恒星坍缩的情况。到目前为止,众所周知,这些模型导致黑洞和裸奇点从规则的初始数据的形成。坍缩的最终结果,特别是在裸奇点形成的情况下,在很大程度上取决于最后阶段的量子效应。这些量子效应通常不能用半经典的方法来处理,因为在达到最终状态之前,引力场的量子涨落将占主导地位。本文给出了描述非均匀尘埃边缘束缚坍缩的LeMa\^itre-Tolman-Bondi时空的正则约化,其中物理半径$R$、坍缩尘埃的真时$τ$和质量函数$F$分别是相空间上的正则坐标$R(r)$、$τ(r)$和$F(r)$.狄拉克的约束量子化导致一个简单的功能(惠勒-德维特)方程。该方程的解可用于研究不同初始条件下量子引力对引力坍缩的影响。
2001-03-06 gr-qc
Hawking radiation from the quantum Lemaitre-Tolman-Bondi model
在以前的论文中,我们得到了引力坍缩的LTB模型的Wheeler-DeWitt方程的精确解。本文从精确解出发,导出了非边缘束缚模型中的霍金辐射。我们表明,一个非零的能量函数不会破坏(近似)普朗克光谱附近的地平线。我们还可以可靠地计算Bogoliubov系数的修正,因为我们的解是精确的。通过超越近视界区域获得的修正,并示出引入额外的灰体因子,修改从黑洞辐射的黑体光谱。
2007-03-01 astro-ph gr-qc hep-th
Singularity avoidance for collapsing quantum dust in the Lemaitre-Tolman-Bondi model
我们研究了坍缩尘埃云中经典奇点的命运。为了这个目的,我们通过单独考虑云中的每个尘埃壳层,以最外层为代表,对球对称尘埃坍缩的边缘约束Lemaitre-Tolman-Bondi模型进行了改进。由于尘埃自然地提供了一个更好的时间概念,我们可以为这个壳层构建一个量子力学模型,并要求波包的幺正演化。结果表明,只要量子化模糊度满足一些较弱的条件,经典奇异性一般可以避免。我们证明了一个奇点的崩溃是由一个反弹,然后由一个膨胀取代。最后,我们构造了一个描述弹跳尘埃坍缩的量子修正时空,并计算了从坍缩到膨胀的时间。
2019-04-30 gr-qc hep-th
Gravitational Waves around a Naked Singularity -- Odd-Parity Perturbation of Lemaitre-Tolman-Bondi Space-Time --
球形尘埃云的运动由Lemaitre-Tolman-Bondi解描述,并完全由尘埃流体的静止质量密度和比能分布的初值确定。从球对称坍缩的一般初始条件出发,在尘埃云的引力坍缩过程中,在对称中心出现了裸奇点。所以这可能是宇宙审查假说的反例。为了研究这个例子的通用性,我们研究了这个奇异性对非球形线性扰动的奇宇称模式的稳定性,即,线性引力波。我们发现,扰动不发散,但表现良好,即使在附近的中心裸奇点。这意味着裸奇点的形成过程相对于线性引力波的奇宇称模式是勉强稳定的。
1998-04-06 gr-qc
Some clarifications about Lemaître-Tolman models of the Universe used to deal with the dark energy problem
在过去的15年里,人们提出了非均匀宇宙学模型来解释SNIa光度变暗的现象,而没有诉诸于暗能量。最简单的模型是具有中心观测器的球对称Lemaintre-Tolman(LT)解。必须将其使用视为迈向更复杂模型的第一步。球对称只是一种数学简化,人们必须把球对称模型看作是在我们周围的角度上表现出平滑的能量密度。然而,有些作者却从表面上看它们,他们试图把它们用于不相关的目的,或者把它们当作我们宇宙的可靠模型来检验。我们希望澄清这些模型必须如何在宇宙学中使用。首先,我们使用井口和合作者获得的结果,以获得纯增长和衰减模式LT模型的密度分布。然后,我们根据上述解释讨论不同测试提案的相关性。我们发现,衰减模式(抛物线)LT模型总是表现出其中心和生长模式(椭圆形或双曲线)LT模型,一个空洞附近的密度过大。这与文献中的一些说法不一致。我们驳回了所有以前的建议,只是为了测试的LT模型的球对称性,我们同意的值$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
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
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。
2000-10-18 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