包裹在宇宙网中的大质量引力

我们研究了如果大尺度上的真实引力偏离广义相对论（GR），宇宙网的丝状结构图案将如何变化。我们采用 $f(R)$ 引力作为基准模型，其强度受控以满足当前对星系团尺度的观测约束，并利用高分辨率的大规模 N 体模拟进行研究。通过将最小生成树算法应用于不同历元的模拟晕星表，我们识别出位于宇宙网最显著丝状截面中的丰富超星系团的主干，并确定其每个成员星系团的空间范围作为其直度指标。研究发现，$f(R)$ 引力具有显著弯曲超星系团的效果，且该效应随着宇宙演化而增强。即使在偏离 GR 的程度太小而无法被其他任何观测手段探测到的情况下，超星系团直度在 $f(R)$ 模型与 GR 模型之间也表现出显著差异。我们的结果还暗示，超星系团直度可能是区分 $f(R)$ 引力与耦合暗能量的有用判别器，因为已显示其在两种模型间的演化方式不同。最终结论是，丰富超星系团的直度程度应为大尺度引力提供强有力的宇宙学检验。