非局域引力中的非线性结构形成

我们借助 N 体模拟以及球坍缩和晕模型，研究了非局域引力模型中结构的非线性增长。我们重点关注一种模型，其作用量中达朗贝尔算子的逆平方作用于 Ricci 标量。在固定宇宙学参数的情况下，该模型与 $\Lambda{\rm CDM}$ 的区别在于具有较低的晚期膨胀速率以及增强且随时间变化的引力强度（现今大约大 $6\%$）。与现今的 $\Lambda{\rm CDM}$ 相比，在非局域模型中，大质量晕略微更丰富（在 $M \sim 10^{14} M_{\odot}/h$ 时多出约 $10\%$）且更集中（在一系列质量尺度上增强约 $8\%$），但它们的线性偏差几乎保持不变。我们发现 Sheth-Tormen 形式体系能很好地描述质量函数和晕偏差，几乎无需重新校准自由参数。然而，晕浓度的拟合对于确保晕模型在小尺度上的良好表现至关重要。对于 $k \gtrsim 1 h/{\rm Mpc}$，与现今的 $\Lambda{\rm CDM}$ 相比，非线性物质和速度发散功率谱的振幅表现出约 $12\%$ 至 $15\%$ 的适度增强。这表明该模型可能只有通过未来的观测任务才能与 $\Lambda{\rm CDM}$ 区分开来。我们指出，由于引力强度的局部时间变化，缺乏屏蔽机制可能会导致与太阳系测试的紧张关系，尽管这取决于关于背景平均量局部时间演化的假设。