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正常分支膜世界引力的宇宙学模拟

宇宙学与河外天体物理 2018-08-02 v5

摘要

我们引入了一个基于DGP膜世界引力正常分支的宇宙学模型,该模型在膜上包含一个光滑的暗能量成分。该模型的膨胀历史与LambdaCDM相同,因此规避了所有对DGP交叉尺度r_c的几何约束。该模型可以作为更一般膜世界模型的一级近似,这些模型的宇宙学解尚未获得。我们使用N体模拟研究了该模型在线性和非线性区域的大尺度结构形成,针对不同的r_c值。模拟使用了(F.S., arXiv:0905.0858)中提出的代码,并求解了膜弯曲模式的完整非线性方程以及通常的引力动力学。在DGP正常分支中,膜弯曲模式是吸引而非排斥的,因此修正引力效应的符号与arXiv:0905.0858中呈现的相反。我们将模拟结果与使用相同代码和初始条件运行的普通LambdaCDM模拟结果进行了比较。我们发现,该模型中的物质功率谱显示出特征性增强,峰值在k ~ 0.7 h/Mpc处。我们还发现大质量晕的丰度显著增强。这里呈现的其他结果包括暗物质晕的密度轮廓,以及模拟中膜弯曲模式自相互作用(Vainshtein机制)的特征。独立于膨胀历史,这些结果可用于通过其对宇宙结构增长的影响来约束DGP模型及其未来的推广。

关键词

引用

@article{arxiv.0910.0235,
  title  = {Cosmological Simulations of Normal-Branch Braneworld Gravity},
  author = {Fabian Schmidt},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0910.0235},
  year   = {2018}
}

备注

17 pages, 10 figures; v2: minor changes; v3: references added; v4: added appendix on comparison with previous results; matches published version; v5: corrected Eqs. (2.4-2.5) and Fig. 1 following Ref. [28]; all following results unchanged