f(R) 引力在宇宙放大中的印记

f(R) 引力是对广义相对论最简单可行的修正之一：它通过局域天体物理检验，预言早期宇宙暴胀与晚期宇宙加速，并描述暗物质。本文中，我们以著名的 Hu-Sawicki 模型为例，探究 f(R) 引力中大尺度上的宇宙放大。我们的结果表明在红移 z < 3 时，模型指数 n > 1 导致标量扰动演化出现不一致行为。此外，当大尺度分析中计入相对论效应时，我们的结果显示随 z 增大，由整数值 n 引起的宇宙放大角功率谱的大尺度变化趋于呈现相似模式，而小数值 n 引起的则趋于呈现另一模式。这一特征可作为潜在“确凿证据”在实验数据中搜寻以证认该类引力模型。进一步，我们发现相对于协调模型，在 z = 1 及更低时相对论效应导致 f(R) 引力中大尺度宇宙放大被抑制；而在 z > 1 时，相对论效应导致宇宙放大相对增强。总体上，相对论效应增强了宇宙放大作为宇宙学探针的潜力。