具有快速转变的 Horndeski 启发暗能量模型的线性和非线性成团

我们通过线性和非线性结构形成及其精质势来分析含时暗能量状态方程，其特征在于受更一般的 Horndeski 模型中特定类别的参数空间研究启发的快速、近期转变。暗能量对结构的影响来自背景膨胀速率的改变以及微扰。为了计算结构增长，我们采用了包含带压流体微扰的球塌缩（spherical collapse）形式主义的推广。我们数值求解了微扰和场的运动方程。我们的分析表明，真正的 Heaviside 阶跃转变对大多数所考虑的模型而言是一个良好的近似，因为大多数物理量对转变速度的依赖性很弱。我们发现，如果暗能量处于冻结状态，即相应的状态方程趋于 $-1$，则在红移 $z_{\rm t}\gtrsim 2$ 处发生的转变无法与 $\Lambda$CDM 模型区分。对于快速、近期的转变，暗能量性质产生最显著影响的红移为 $z=0.6\pm 0.2$。我们还发现，在冻结状态下，$\sigma_8$ 值可降低约 $8\%$，表明这些模型可能缓解 $\sigma_8$ 紧张问题。此外，冻结模型通常预测更快的晚期合并率，但在 $z=0$ 处的大质量星系数量较少。最后，平滑暗能量的非线性物质功率谱在 $k\approx1\,h\,{\rm Mpc}^{-1}$ 处显示出低谷，而在成团情形下，该低谷被 $k\gtrsim 0.2\,h\,{\rm Mpc}^{-1}$ 处的急剧上升和 $k\approx 2\,h\,{\rm Mpc}^{-1}$ 处的峰值所取代。