利用星系团进行无偏引力检验的通用框架

我们提出了一个马尔可夫链蒙特卡洛流水线，可用于利用星系团观测进行无偏的大尺度引力检验。该流水线目前使用星系团数计数来约束 Hu-Sawicki $f(R)$ 引力的当前背景标量场 $f_{R0}$，并完整考虑了第五力对星系团性质的影响，包括动力学质量、晕浓度以及可观测量-质量标度关系。这是通过使用在宽广且连续的质量范围（$10^{11}M_{\odot}\lesssim M\lesssim10^{15}M_{\odot}$）上经大量宇宙学模拟校准的通用模型实现的，其中包括首个同时纳入屏蔽修正引力和完整重子物理的模拟。我们利用模拟星系团星表表明，在 $f(R)$ 引力中对可观测量-质量标度关系的不完备处理（其不一定遵循通常的幂律行为）会导致有偏且不精确的约束。因此，在未来将利用正在进行和即将开展的星系巡天所获海量星系团星表的宇宙学引力检验中，必须完整考虑这些效应。我们的约束框架可轻易推广至其他引力模型；为展示这一点，我们在法向支 Dvali-Gabadadze-Porrati 模型（nDGP）中进行了类似的星系团性质建模，该模型具有非常不同的屏蔽机制。利用我们的全物理模拟，我们还研究了 $f(R)$ 引力和 nDGP 中热和动理 Sunyaev-Zel'dovich 效应的角功率谱，并展示了利用即将开展的 CMB 实验数据进行精确引力约束的潜力。最后，我们提出了一个基于 IllustrisTNG 模型的重调重子物理模型，可用于大宇宙学体积内的全物理模拟。