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