Teori om kosmologiske forstyrrelser

I forbindelse med generell relativitets , den teori cosmological forstyrrelser er den teoretiske rammeverk som tillater studiet av utviklingen av de ulike typer av forstyrrelser av de felter av materie ( skalar , vektor eller tensorial ) og deres kobling med forstyrrelser av den metriske av omgivelsesrom. Det er for eksempel i denne sammenhengen at spådommer fra kosmologiske modeller på den statistiske strukturen til anisotropiene til den kosmiske diffuse bakgrunnen er laget .

Introduksjon, motivasjon

Den Einsteins ligninger med den generelle relativitets danner et system av partielle differensialligninger kombinert og høyst ikke-lineær for hvilken det er ytterst vanskelig å oppnå meget generelle løsninger. Imidlertid, i nærvær av symmetri som for eksempel når man antar homogenitet eller isotropi i rommet, kan familier med eksakte løsninger som Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker-modellen (FLRW) bestemmes. Fra de bemerkelsesverdige observasjonene av COBE- satellitten, vet vi at universet faktisk er homogent og isotropt i veldig stor skala med stor presisjon. Bruk av matematiske enkle løsninger er derfor rettferdiggjort fra et fysisk synspunkt når man er interessert i universets overordnede struktur.

Imidlertid, på de mindre skalaene, er ikke universet helt homogent på grunn av tilstedeværelsen av strukturer ( superklynger av galakser , klynger av galakser , galakser etc.). Det er derfor viktig å ha en komplett modell av universet for å kunne redegjøre for eksistensen av disse strukturene i en modell så enkel og prediktiv som mulig. Til tross for den iboende matematiske vanskeligheten med generell relativitetsteori, da disse strukturene tilsvarer små variasjoner i energitetthet på global skala, kan de studeres ved å plassere dem i det enklere rammeverket av teorien om lineære gravitasjonsforstyrrelser . Dette betyr at den realistiske rom-tid- beregningen, med tanke på små variasjoner i innhold av materie-energi, blir matematisk beskrevet som summen av et hovedbidrag som beskriver den homogene og isotrope løsningen (kalt "bakgrunnsmåling") og d 'et mindre bidrag ( den faktiske forstyrrelsen ) hvis størrelsesorden gjenspeiler den for de små variasjonene i den lokale tettheten av materienergi. Beregningene utføres deretter generelt ved å ta hensyn til bare de lineære begrepene i de forskjellige forstyrrelsene (metrisk og innhold i materienergi).

Merknader

  1. På lokal skala , som solsystemet , representerer strukturer som planetene eller solen imidlertid en stor variasjon i energitetthet, men påvirkningen av disse forskjellene er av begrenset grad. Etter hvert som størrelsen på regionen som studeres økes, blir innflytelsen av ikke-homogene bidrag raskt ubetydelig, og kvasi-homogeniteten og kvasi-isotropi-tilnærmingen blir da ganske rimelig.
  2. Lokal betydning her liten sammenlignet med den karakteristiske skalaen til universet (i praksis dens Hubble-radius ), men alle like store sammenlignet med for eksempel stjerneskalaer og galaktiske skalaer.

Bibliografi

Relaterte artikler