用CMB检验暗物质的替代理论

我们提出了一种利用CMB温度各向异性和偏振来研究和约束暗物质修正引力理论的方法。我们假设此处考虑的理论已经通过了大尺度结构的物质功率谱检验。在满足这一要求的前提下，我们表明一个修正引力理论可以通过参数化其暗物质密度对比度的时间演化来指定，而该演化完全由暗物质应力历史所控制。我们计算了给定参数化下的应力历史如何影响CMB可观测量，并通过数值示例补充了对相关物理效应的定性讨论。结果表明，修正引力理论通常可以通过CMB温度和偏振谱有效地被约束。然而，存在一些特殊情况，即使同时使用CMB和物质功率谱观测，修正引力也无法与CDM模型区分开来，也无法被扰动宇宙学中的其他可观测量有效地限制。我们的结果展示了暗物质的应力性质——它同时决定了密度扰动和引力势的演化——如何能够仅通过通用守恒方程并在不假设任何特定理论引力理论的情况下得到有效研究。