观测是否需要修正引力？暗能量模型的经验一致性检验

我们将参数拆分技术应用于现有的宇宙学数据集，以检验暗能量模型是否存在普遍失效。给定一个暗能量参数，如能量密度 $\Omega_\Lambda$ 或状态方程 $w$，我们将其拆分为两个元参数，其中一个控制几何距离，另一个控制结构增长。在拟合涵盖 Ia 型超新星、宇宙微波背景 (CMB)、星系成团性和弱引力透镜统计的观测数据时，不要求这两个元参数相等。该技术用于检验不同数据集之间的不一致性，以及任何单一数据集（例如 CMB 或透镜统计）内部的不一致性，前提是这些数据集对几何和增长均敏感。我们发现宇宙常数模型与当前数据一致。修正引力理论通常预测增长与几何之间的关系不同于广义相对论。参数拆分可被视为参数化此类理论空间的一种粗略方法。我们对当前数据的分析似乎已对这些理论提出了严格的限制：假设平坦宇宙，当前数据将差值 $\Omega_\Lambda(\text{geom}) - \Omega_\Lambda(\text{grow})$ 限制为 $-0.0044 \pm 0.0058$ (68% C.L.)；允许状态方程 $w$ 变化时，差值 $w(\text{geom}) - w(\text{grow})$ 被限制为 $0.37 \pm 0.37$ (68% C.L.)。有趣的是，理论上应普遍有利于那些相对于广义相对论减缓结构形成的理论的 $w(\text{grow}) > w(\text{geom})$ 区域，已受到数据的严格限制。我们发现 $w(\text{grow}) < -0.80$ (2$\sigma$)。作为一个例子，由我们的参数化近似的最佳拟合平坦 Dvali-Gabadadze-Porrati (DGP) 模型位于所有数据集约束的 3$\sigma$ 轮廓之外。