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模拟宇宙中的岛屿:探讨群系和团系区域的哈勃流

宇宙学与河外天体物理 2026-03-25 v2 星系天体物理 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 理论

摘要

局部哈勃流为探讨宇宙膨胀与非线性引力动力学之间的过渡提供了重要线索。在大尺度上,星系遵循线性哈勃定律,但在群系和团系规模的环境中,引力相互作用会产生显著偏差。利用 IllustrisTNG 宇宙模拟数据,我们检验了暗能量是否在局部速度半径关系中留下可测量的痕迹。我们对动力学模型进行扩展,采用贝叶斯推断方法恢复星系簇质量和哈勃常数 H0H_0。拟合结果表明存在系统性偏差:星系簇质量以中位数比例 Mfit/Mtrue=0.991±0.148\big\langle M_{\rm fit}/M_{\rm true}\big\rangle = 0.991 \pm 0.148 被恢复,而推导出的膨胀速率为 H0,fit/H0,True=1.01±0.14\big\langle H_{0,\text{fit}}/H_{0,\text{True}} \big\rangle =1.01 \pm 0.14。尽管从局部流动中可以约束质量和 H0H_0,但不同模型变体(包括角动量、类似摩擦的项或暗能量)在考虑到内在环境方差后,仍无法被统计上区分。我们的结果既展示了利用局部动力学作为暗能量精密诊断的潜力,也凸显了其根本性限制。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.11382,
  title  = {Islands in Simulated Cosmos: Probing the Hubble Flow around Groups and Clusters},
  author = {David Benisty and Antonino Del Popolo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.11382},
  year   = {2026}
}

备注

5 figures; 7 pages; accepted in PDU