修正引力宇宙学中的非线性 I：非线性物质功率谱中的修正引力特征
宇宙学与河外天体物理
2014-11-20 v2
摘要
关于暗能量和引力的宇宙学信息中，很大一部分编码在非线性区域。因此，精确宇宙学需要对一般暗能量和修正引力模型中的非线性进行精确建模。我们修改了Gadget-2代码，并运行了一系列关于修正引力宇宙学的N体模拟来研究非线性。本文研究的修正引力模型由一个单一参数ζ表征，该参数决定了在给定相同质量分布的情况下，粒子加速度相对于广义相对论（GR）的增强（GR中ζ=1）。我们研究的第一个非线性统计量是k<3h/Mpc范围内的非线性物质功率谱，这是稳健的弱透镜功率谱建模在l<2000时的相关范围。在本研究中，我们重点关注不同引力模型具有相同线性功率谱的对应红移处非线性功率谱的相对差异。这一特定统计量突出了修正引力在非线性区域的印记，以及将非线性区域纳入检验广义相对论的重要性。通过设计，它不易受样本方差和数值伪影的影响。我们采用基于小波的质量分配方法来改进功率谱测量。我们进行了一系列测试以确定合适的模拟规格（粒子数、盒子大小和初始红移）。我们发现，当与广义相对论有10%的偏差（|ζ-1|=0.1）且均方根密度涨落达到10时，非线性功率谱的差异可达约30%。这种巨大差异一方面显示了相应尺度上引力信息的丰富性，另一方面也使得一些现有拟合公式的简单外推在修正引力宇宙学中失效。
引用
@article{arxiv.1001.5184,
title = {Nonlinearities in modified gravity cosmology I: signatures of modified gravity in the nonlinear matter power spectrum},
author = {Weiguang Cui and Pengjie Zhang and Xiaohu Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1001.5184},
year = {2014}
}
备注
13 pages, 6 figures. V2, version for publication in PRD