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利用宇宙引力势衰减率约束引力

宇宙学与河外天体物理 2025-11-07 v1

摘要

宇宙学中的引力有效性是关键任务,需要区分暗能量和修正引力(MG)作为晚期宇宙加速驱动器。由于对引力和免受各种天体不确定性影响,宇宙引力势的衰减率(DR)敏感且可独立于其他结构生长探针进行GR测试。最近我们在0.2z1.40.2\leq z\leq 1.4处测量了DR,结合DESI成像调查的DR9星系目录和Planck微波背景图谱数据\citep{arXiv:2411.12594}。本文利用此测量进行引力测试,并将分析限制在标准Λ\LambdaCDM宇宙学的单参数扩展中。我们考虑四种单参数MG参数化:一种是f(a)=Ωmγ(a)f(a)=\Omega_m^\gamma(a);另外三种采用引力滑移参数η=1\eta=1,并考虑有效引力常数Geff/GG_{\rm eff}/G的变化,分别采用Σ(a)=ΣΛΩΛ(a)/ΩΛ\Sigma(a)=\Sigma_\Lambda \Omega_\Lambda(a)/\Omega_\LambdaΣ(a)=Σ1a\Sigma(a)=\Sigma_1 aΣ(a)=Σ2a2\Sigma(a)=\Sigma_2 a^2。我们发现γ=0.470.15+0.22\gamma=0.47^{+0.22}_{-0.15},与GR预测γ0.55\gamma\simeq 0.55一致。我们也发现SigmaΛ=0.0180.053+0.052\\Sigma_\Lambda=0.018^{+0.052}_{-0.053}Sigma1=0.0200.062+0.065\\Sigma_1=0.020^{+0.065}_{-0.062}Sigma2=0.0270.069+0.067\\Sigma_2=0.027^{+0.067}_{-0.069},均与GR情况下的Sigma=0\\Sigma=0完全一致,无论参数化Σ(a)\Sigma(a)如何。虽然已具备竞争力的约束力度,但预计未来全天范围星系测量将实现约2倍的进一步改善。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.04279,
  title  = {Constraining gravity with the decay rate of cosmological gravitational potential},
  author = {Xinyi Zhao and Pengjie Zhang and Fuyu Dong},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.04279},
  year   = {2025}
}

备注

6 pages, 4 figures, 2 tables. Submitted to ApJ