利用 kSZ 重构速度和 CMB 引力探测大尺度引力

我们提出了一种首次将两种 CMB 副产品——运动 Sunyaev-Zeldovich (kSZ) 效应和 CMB 引力，用于探测线性尺度引力的 $E_G$ 统计量的方法。$E_G$ 统计量是一种用于修正引力理论的判别性工具，这些理论在引力可观测量和异常速度中留下痕迹。现有的 $E_G$ 测量依赖于红移空间失真 (RSD) 推断速度场。本文采用 kSZ 速度重构代替 RSD，一种补充技术，可比其使用的星系调查更好地约束最大尺度模式。我们构建了一个新的 $\widehat{V}_G$ 估计器，涉及星系样本与 CMB 收敛图之间的交叉相关与其与 3D kSZ 重构速度场之间的交叉相关之比。我们预测了来自 Atacama Cosmology Telescope (ACT) 和 Simons Observatory (SO) 的当前和未来 CMB 图与来自 Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) 的三个光谱星系样本的组合。我们发现 $S/N \sim 20-55$ 的累计检测显著性，可以在星系样本的不同有效红移 ($z\approx 0.73, 1.33, 1.84$) 下，对 GR 在尺度无关 $E_G$ 预测进行稳健测试。特别是，SO$\times$DESI LRG 测量能够以高置信度区分 GR 与某些修正引力模型，包括 Hu-Sawicki $f(R)$ 和 Chameleon 理论。该提议的 $\widehat{V}_G$ 估计器为在最大可观测尺度上检验引力和 $\Lambda$CDM+GR 模型开辟了新的途径。