打破宇宙学简并:利用运动学信息解耦中微子与修正引力

在大尺度结构中对修正引力的搜寻试图探测许多此类理论中所存在的第五力引起的密度涨落振幅增强。另一方面,中微子在其自由流长度以下抑制结构增长。这两种效应发生在相近的尺度上,并且对于测量物质功率谱振幅的探测而言,中微子质量的不确定性会导致与修正引力参数之间的简并。我们探讨了通过考虑与大尺度上的增长率或坍缩结构内部的维里速度相关的运动学信息,来打破结构增长中修正引力与中微子效应之间简并的可能性。为了研究直至完全非线性尺度的简并,我们采用了一套包含 $f(R)$ 修正引力与有质量中微子的 $N$ 体模拟。我们的结果表明,速度信息提供了一种极好的工具来区分有质量中微子与修正引力。具有不同中微子质量值和修正引力参数、且在给定时刻拥有相近物质功率谱的模型具有不同的增长率。这在速度散度中留下印记,因此速度散度比密度涨落振幅更适合区分这些模型。在此类当今功率谱与 $\Lambda$CDM 相近的模型中,增长率被严格增强。我们还发现,维里化团簇的速度弥散非常适于约束对广义相对论的偏离,且不受中微子质量之和不确定性的影响。