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无需屏蔽动力学建模的 $f(R)$ 引力非线性物质功率谱

宇宙学与河外天体物理 2020-02-03 v1

摘要

晕模型是一种对非线性功率谱进行建模的物理上直观的方法,尤其适用于标准 Λ\LambdaCDM 模型的替代理论。本文中,我们检验了先前 \texttt{CHAM} 方法 \citep{2018MNRAS.476L..65H} 所采用的 Sheth-Tormen 势垒公式。作为一个例子,我们在 f(R)f(R) 引力下对顶帽暗物质晕的椭球坍缩进行建模。Sheth-Tormen 公式与我们的结果取得了良好一致。椭球坍缩势垒的相对差异小于或等于 1.6%1.6\%。此外,我们验证了,对于 Hu-Sawicki f(R)f(R) 引力的 F4 和 F5 情形,在高达 k1[h/Mpc]k\sim1[h/{\rm Mpc}] 的范围内,屏蔽机制在非线性功率谱建模中并不起关键作用。我们比较了两种修正引力建模版本,即包含/不包含屏蔽。我们发现,将有效牛顿常数视为常数(Geff=4/3GNG_{\rm eff}=4/3G_N)是可接受的。引力耦合的尺度依赖性为次相关。F4 和 F5 中所得谱与先前 \texttt{CHAM} 结果在 0.1%0.1\% 内一致。已发布的代码得到了显著加速。最后,我们将晕模型预测与 N 体模拟进行比较。我们发现总体谱形在定性上一致。然而,通过晕模型方法,在 0.3h/Mpc0.3 h/{\rm Mpc}3h/Mpc3 h/{\rm Mpc} 的共动波数范围内,物质功率谱存在系统性低估。这些尺度与从两晕项主导区域到单晕项主导区域的过渡尺度相重叠。

关键词

引用

@article{arxiv.2001.09229,
  title  = {Non-linear matter power spectrum without screening dynamics modelling in $f(R)$ gravity},
  author = {Cheng-Zong Ruan and Tong-Jie Zhang and Bin Hu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2001.09229},
  year   = {2020}
}

备注

Accepted in MNRAS