基于标准牛顿 N 体模拟的 Horndeski 引力完全相对论性预言
宇宙学与河外天体物理
2021-09-22 v2
摘要
N 体规范允许在牛顿宇宙学模拟中引入相对论效应。此处我们将该框架推广至一般 Horndeski 引力理论,并研究标量场在中大尺度物质功率谱中引入的相对论效应。特别地,我们表明这些尺度上的动性函数(kineticity function)增强了来自额外自由度的贡献信号振幅。利用准静态近似(QSA),我们将修正引力效应分为两部分:仅影响小尺度物理的部分,以及由相对论效应引起的部分。这使得我们的形式体系可直截了当地在修正引力 N 体代码中实现,例如相对论效应可作为模拟中的附加线性密度场纳入。我们在大尺度 Mpc 的物质功率谱中识别出引力声学振荡(GAOs)的出现。GAO 特征具有纯粹的相对论起源,来自标量场的动力学性质。在某些修正引力模型中,暗能量声学视界的快速演化可将 GAO 增强至可探测水平,并可视为对未来星系与强度映射巡天所探测尺度上的引力的新检验。
引用
@article{arxiv.2105.04491,
title = {Fully relativistic predictions in Horndeski gravity from standard Newtonian N-body simulations},
author = {Guilherme Brando and Kazuya Koyama and David Wands and Miguel Zumalacárregui and Ignacy Sawicki and Emilio Bellini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.04491},
year = {2021}
}
备注
26 pages, 11 figures and 1 table. To appear in JCAP