精质冷暗物质模拟：超越宇宙学常数

我们利用大体积N体模拟研究了不同暗能量模型中宇宙结构的非线性增长。我们考虑了一系列精质模型，这些模型具有快速和缓慢变化的暗能量状态方程，并将结构增长与具有宇宙学常数的宇宙中的结构增长进行了比较。采用精质模型会改变宇宙的膨胀历史、线性理论功率谱的形式，并可能改变关键可观测量的值，例如视界尺度和到最后散射面的距离。我们分阶段将这些效应纳入模拟中，以隔离每种效应对结构增长的影响。结构形成的差异可以一阶近似地用给定历元增长因子的差异来解释；这种标度关系也解释了15%水平上的非线性增长。我们发现，那些在当今和高红移$(z \sim 1000)$时都与$\Lambda$CDM不同，并且在晚期$(z<2)$状态方程发生快速转变的精质模型，其重子声学振荡(BAO)峰值位置可以与$\Lambda$CDM中的相同。我们发现，与$\Lambda$CDM相比，这些模型在$z>0$时具有更高的暗物质晕丰度，因此对质量函数的测量应能使我们将这些精质模型与宇宙学常数区分开来。然而，我们发现第二类精质模型，其状态方程在早期$(z>2)$快速转变为$w=-1$，即使这些模型在早期具有不可忽略的暗能量，也无法通过质量函数或BAO的测量与$\Lambda$CDM区分开来。