利用 COLA 在超越 ΛCDM 宇宙学中实现物质功率谱仿真

我们将 COLA（COmoving Lagrangian Acceleration，共动拉格朗日加速度）模拟与文献中已有的仿真器即 Bacco 和 Euclid Emulator 2 进行比较和验证。我们的分析聚焦于非线性响应函数，即给定宇宙学下的非线性暗物质功率谱与预定义参考宇宙学之比，本文中该参考宇宙学选为 Euclid Emulator 2 的参考宇宙学。我们改变三个宇宙学参数：总物质密度、原初标量扰动幅度和谱指数。通过在红移范围 $0 \leq z \leq 3$ 内将 COLA 非线性响应函数与各个仿真器计算的结果比较，我们发现只要物质功率谱相对于参考宇宙学的偏离不太大，COLA 方法在尺度直至 $k \sim 1 \ h$/Mpc 都与两个仿真器高度一致。我们通过将中微子质量总和变为三个不同值 $0.0$ eV、$0.058$ eV 和 $0.15$ eV，验证了 COLA 模拟中大规模中微子的实现。我们表明，本工作中使用的三种非线性方案在 $k \leq 1 \ h$/Mpc 处以 $1\%$ 水平一致。随后，我们利用 $N$ 体规范方法在 COLA 模拟中引入暗能量有效场论。我们考虑了两种不同的修正引力模型，其中结构增长在小尺度上被增强或抑制，并表明相对于修正引力参数变化的响应函数在这些模型中对宇宙学参数的依赖很弱。