利用物质扰动增长检验爱因斯坦引力与暗能量：新物理学的迹象？

我们计算了十个不同的加速宇宙学模型的物质涨落增长指数，并通过两步过程将其与最新的增长率数据进行对比。首先，我们实施联合统计分析，仅使用背景数据对所有模型的自由参数施加约束。其次，利用来自各种星系巡天的观测星系团增长率，我们在扰动层面测试了当前宇宙学模型的性能，同时对 $\sigma_8$ 进行边缘化或将其作为自由参数。结果，我们发现在统计层面上，即考虑最佳拟合 $\chi^2$ 或 Akaike 信息准则值时，大多数模型与增长率数据非常吻合，且实际上无法与 $\Lambda$CDM 区分。然而，当我们通过比较 $(\gamma_0, \gamma_1)$ 的理论预测值（即增长指数 $\gamma(z)$ 及其当前的导数值）与最佳拟合值来考虑模型的内部一致性时，我们发现当对 $\sigma_8$ 进行边缘化时，十个暗能量模型中有三个的预测与最佳拟合值存在轻微的张力。当 $\sigma_8$ 为自由参数时，我们发现大多数模型不仅存在轻微张力，而且预测的 $\sigma_8$ 值偏低。这可能归因于增长率数据的系统问题，或者归因于低红移处新物理学的出现，后者可能与众所周知的小尺度缺乏功率的问题有关。最后，通过利用基于类 LSST 巡天的模拟数据，我们表明在未来巡天中并使用增长指数参数化，将有可能解决 $\sigma_8$ 偏低的问题以及 $(\gamma_0, \gamma_1)$ 的拟合值与理论预测值之间的张力。