有效暗能量流体在大尺度结构中的相对论效应

我们通过星系在相对论 regime 下的观测角功率谱,研究有效暗能量流体在宇宙大尺度结构中的印记。我们采用在线性扰动层次引入两个参数 $\{Q,\eta\}$ 的现象学方法,以考虑超出 $\Lambda$CDM 的模型中出现的修正成团性(或有效引力常数)和各向异性应力。我们以状态方程参数 $w=-0.95$ 及各种声速情形 $10^{-6}\leq c^2_s\leq 1$ 刻画有效暗能量流体,从而涵盖 K-essence 和精质(quintessence)宇宙学。我们在 $\{Q,\eta\}$ 参数化下计算这些情形的标准效应与相对论效应的角功率谱,并与基准 $\Lambda$CDM 宇宙学进行比较。我们发现,总体上相对 $\Lambda$CDM 的偏离在低红移处更强,因为暗能量流体的行为在物质主导时期可模仿宇宙学常数,但在暗能量主导时期发生偏离。特别地,在 $z=0.1$ 处,对于类精质情形物质密度涨落被抑制达 $\sim3\%$,而在最低声速情形下红移空间畸变与多普勒效应在大尺度可增强达 $\sim15\%$。另一方面,在 $z=2$ 处我们发现引力透镜的偏离达 $\sim5\%$,而积分萨克斯-沃尔夫(Integrated Sachs-Wolfe)效应可偏离达 $\sim17\%$。此外,当考虑不完美暗能量流体情形时,我们发现所有效应在低红移处对是否存在各向异性应力均不敏感,仅积分萨克斯-沃尔夫效应可在 $z=2$ 及非常大尺度上探测到该特征。