Undermining the cosmological principle: almost isotropic observations in inhomogeneous cosmologies
Notice bibliographique
Résumé
We challenge the widely held belief that the cosmological principle is an obvious consequence of the observed isotropy of the cosmic microwave background radiation (CMB), combined with the Copernican principle. We perform a detailed analysis of a class of inhomogeneous perfect fluid cosmologies admitting an isotropic radiation field, with a view to assessing their viability as models of the real universe. These spacetimes are distinguished from FLRW universes by the presence of inhomogeneous pressure, which results in an acceleration of the fluid (fundamental observers). We examine their physical, geometrical and observational characteristics for all observer positions in the spacetimes. To this end, we derive exact, analytic expressions for the distance-redshift relations and anisotropies for any observer, and compare their predictions with available observational constraints. As far as the authors are aware, this work represents the first exact analysis of the observational properties of an inhomogeneous cosmological model for all observer positions. Considerable attention is devoted to the anisotropy in the CMB. The difficulty of defining the surface of last scattering in exact, inhomogenous cosmological models is discussed; several alternative practical definitions are presented, and one of these is used to estimate the CMB anisotropy for any model. The isotropy constraints derived from `local' observations (redshift ≲1) are also considered, qualitatively. A crucial aspect of this work is the application of the Copernican principle: for a specific model to be acceptable we demand that it must be consistent with current observational constraints (especially anisotropy constraints) for all observer locations. The most important results of the paper are presented as exclusion plots in the two-dimensional parameter space of the models. We show that there is a region of parameter space not ruled out by the constraints we consider and containing models that are significantly inhomogeneous. It follows immediately from this that the cosmological principle cannot be assumed to hold on the basis of present observational constraints.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».