Hosszú és rövid hullámhosszú sugárzásperturbációk a sugárzásdominált korszakban

Sugárzás esetén (6.95) kifejezés ( $ w=c_{s}^{2}=1/3$) adja a Bardeen-potenciált és (6.103) $ \widetilde{\Delta
}_{P}$-t. Ezek felhasználásával (6.89) ad egyenletet a $ \widetilde{V}$ sebesség perturbációra, ezek után (6.100)-ból származtatható $ \widetilde{%
\Delta }$.

Szuper-Hubble-skálán $ x=k\eta /\sqrt{3}$-ban vezető rendben [26]:

$\displaystyle \widetilde{\Psi }=\widetilde{\Psi }_{0} , \widetilde{\Delta }=-2\widetilde{ \Psi }_{0} , \widetilde{V}=\frac{\sqrt{3}\widetilde{\Psi }_{0}}{2}x ,$ (6.104)

és

$\displaystyle \widetilde{\Delta }_{P}=-2\widetilde{\Psi }_{0}x^{2} ,$ (6.105)

ahol $ x=k\eta /\sqrt{3}$ és $ \widetilde{\Psi }_{0}$ konstans.6.12 Bár $ \widetilde{V}$ és $ \widetilde{\Delta
}_{P}$ növekvő, a $ \widetilde{\Psi }$ gravitációs potenciálnál sokkal kisebbek maradnak. Szuper-Hubble-skálán a legnagyobb rendű fluktuációt $ \widetilde{\Psi }$ adja, amely konstans.

Szub-Hubble-skálán ($ x\gg 1$) konstans amplitúdójú $ k/\sqrt{3}$ frekvenciával oszcilláló megoldásokat találunk [26]:

$\displaystyle \widetilde{\Psi }=-\widetilde{A}\frac{\cos x}{x^{2}} , \widetilde...
...}=2\widetilde{A}\cos x , \widetilde{V}=\frac{\sqrt{3} \widetilde{A}}{2}\sin x .$ (6.106)

A fentiekből azt valószínűsíthetjük, hogy nagy skálán a perturbációk befagynak'', vagyis konstansok. Adott hullámhossz esetén a $ \mathcal{H}^{-1}$ Hubble skála idővel nő. Amikor a perturbáció hullámhossza a Hubble-skála alá ér, a sűrűségperturbációk növekedni kezdenek a gravitáció hatására. Azonban a sugárzás nyomása ellenáll a gravitációs erőnek'', így a folyadék fluktuációi konstans amplitúdóval oszcillálni kezdenek (akusztikus oszcillációk).

Szeged 2013-05-01