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利用与环境相关的速度统计区分屏蔽机制

宇宙学与河外天体物理 2016-10-28 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

修正引力理论通常援引一种环境依赖的屏蔽机制,以允许在较大尺度上表现出现象学上有趣的偏离广义相对论(GR)的行为,同时在小尺度上回归GR。观测从屏蔽到未屏蔽行为的转变将是超越GR物理的令人信服的证据。我们指出,当按某种晕环境度量分箱时,成对本动速度统计,特别是相对径向速度弥散 σ\sigma_\parallel ,可用于观测这一转变。我们通过测量三个 f(R)f(R) 引力模型和四个 symmetron 模型的 N 体模拟中成对晕之间的径向速度弥散证实了这一点。我们开发了一个仅涉及视线速度的估计量,以表明该量可观测,并按晕质量、环境密度和晕的孤立度对结果进行了分箱。发现环境密度是最相关的环境度量;它不同于孤立度,并且与 symmetron 模型的理论预期很好地相关。通过按环境密度对 σ\sigma_\parallel 分箱,我们发现了 symmetron 模型的强烈环境依赖特征,其速度显示出从 GR 到非 GR 行为的清晰转变。对于 f(R)f(R) 未观测到此种转变,因为相关尺度深处于未屏蔽区域。因此,在即将到来的本动速度巡天中,若按环境适当分箱,对相对径向速度弥散的观测提供了一种探测修正引力屏蔽特征的有价值方法。

关键词

引用

@article{arxiv.1603.03072,
  title  = {Distinguishing screening mechanisms with environment-dependent velocity statistics},
  author = {Magnus Fagernes Ivarsen and Philip Bull and Claudio Llinares and David F. Mota},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1603.03072},
  year   = {2016}
}

备注

11 pages, 8 figures. Updated to journal version; minor changes