WikiDer > Теорема Элерса – Герена – Сакса.

Ehlers–Geren–Sachs theorem
Неоднородности температуры космического фонового излучения, зарегистрированные на этом изображении со спутникового зонда WMAP составляют не более 10−4 кельвины.

В Теорема Элерса – Герена – Сакса., опубликованный в 1968 г. Юрген Элерс, П. Герен и Райнер К. Сакс, показывает, что если в данной вселенной все свободно падающие наблюдатели измеряют космический фон иметь точно такие же свойства во всех направлениях (то есть они измеряют фоновое излучение как изотропное), тогда эта Вселенная является изотропной и однородной FLRW пространство-время, если используется кинетическая картина и член столкновения обращается в нуль, то есть в так называемом случае Власова или при наличии так называемого детального баланса. Позднее этот результат был распространен на полный случай Больцмана Р. Тречиокасом и Г.Ф.Р. Эллис.[1]

Используя тот факт, что при измерении от земной шар, космический микроволновый фон действительно сильно изотропен - температура, характеризующая это тепловое излучение колеблется только на десятую тысячную долю кельвин с направлением наблюдений - и делая Коперниканское предположение тот факт, что Земля не занимает привилегированного положения в космосе, представляет собой наиболее убедительное доказательство однородности и изотропности нашей собственной Вселенной и, следовательно, основы современных стандартных космологических моделей. Строго говоря, в этом заключении есть потенциальный недостаток. Хотя теорема Элерса – Герена – Сакса касается только точно изотропных измерений, известно, что фоновое излучение действительно имеет мелкие неоднородности. Этот вопрос был рассмотрен в обобщении, опубликованном в 1995 г. W. R. Stoeger, Roy Maartens и Джордж Эллис, который показывает, что аналогичный результат справедлив для наблюдателей, которые измеряют почти изотропное фоновое излучение и могут справедливо сделать вывод, что они живут во Вселенной, близкой к FLRW.[2] Однако в статье Stoeger et al. предполагает, что производные мультиполей температуры космического фона ограничены в терминах самих мультиполей. Производные мультиполей напрямую нам недоступны и потребуют наблюдений за временными и пространственными интервалами в космологических масштабах. В 1999 году Джон Уэйнрайт, М. Дж. Хэнкок и Клас Уггла показали контрпример в случае идеальной жидкости без наклона.[3] Таким образом, почти изотропная космическая микроволновая температура не означает почти изотропную Вселенную.[4] Используя методы Wainwright et al. Хо Ли и Эрнесто Нунгессер смогли показать, что их можно применить и к Власову,[5] которая была исходной материальной моделью EGS-теоремы.

Рекомендации

  1. ^ Treciokas, R .; Эллис, Г. Ф. Р. (1971-03-01). «Изотропные решения уравнений Эйнштейна-Больцмана». Коммуникации по математической физике. 23 (1): 1–22. Bibcode:1971CMaPh..23 .... 1Т. Дои:10.1007 / BF01877593. ISSN 0010-3616.
  2. ^ См. Стр. 351 и далее. в Хокинг, Стивен У .; Эллис, Джордж Ф. Р. (1973), Крупномасштабная структура пространства-времени, Издательство Кембриджского университета, ISBN 978-0-521-09906-6. Оригинальная работа - Ehlers, J., Geren, P., Sachs, R.K .: Изотропные решения уравнений Эйнштейна-Лиувилля. J. Math. Phys. 9, 1344 (1968). Для обобщения см. Stoeger, W. R .; Maartens, R; Эллис, Джордж (2007), "Доказательство почти однородности Вселенной: почти теорема Элерса-Герен-Сакса", Astrophys. Дж., 39: 1–5, Bibcode:1995ApJ ... 443 .... 1S, Дои:10.1086/175496.
  3. ^ Wainwright, J .; Hancock, M. J .; Уггла, К. (1999-08-01). «Нарушение асимптотического самоподобия на поздних этапах космологии». Классическая и квантовая гравитация. 16 (8): 2577–2598. arXiv:gr-qc / 9812010. Bibcode:1999CQGra..16.2577W. Дои:10.1088/0264-9381/16/8/302. ISSN 0264-9381.
  4. ^ Nilsson, U. S .; Уггла, С .; Wainwright, J .; Лим, В. К. (1999). "Почти изотропная космическая микроволновая температура не означает почти изотропную Вселенную". Письма в астрофизический журнал. 522 (1): L1. arXiv:Astro-ph / 9904252. Bibcode:1999ApJ ... 522L ... 1N. Дои:10.1086/312209. ISSN 1538-4357.
  5. ^ Ли, Хо; Нунгессер, Эрнесто (24 апреля 2018 г.). «Нарушение самоподобия космологических решений с бесстолкновительной материей». Анналы Анри Пуанкаре. 19 (7): 2137. arXiv:1701.07900. Bibcode:2018AnHP ... 19.2137L. Дои:10.1007 / s00023-018-0678-2. ISSN 1424-0637.