在宇宙尺度上检验引力：以 Jordan-Brans-Dicke 理论为例

我们针对 Jordan-Brans-Dicke (JBD) 引力中一种独特的修正引力理论进行了端到端的探索，从背景膨胀与线性扰动的解析和数值描述，到由混合 $N$ 体模拟捕捉的非线性 regime，再到来自现有宇宙学探针的参数约束。物质功率谱中由于重子、大质量中微子和修正引力引起的非线性修正首次在宇宙学分析中被同时建模并传播。在 Planck CMB 温度、偏振和透镜重建，Pantheon 超新星距离，BOSS 的 BAO 距离测量、Alcock-Paczynski 效应和增长率，以及来自 KiDS 和 2dFLenS 的宇宙剪切、星系-星系透镜和重叠红移空间星系聚类的联合（$3\times2$pt）数据集的联合分析中，我们约束了 JBD 耦合常数 $\omega_{\rm BD}>1540$（95% CL）、有效引力常数 $G_{\rm matter}/G=0.997\pm0.029$、中微子质量总和 $\sum m_{\nu}<0.12$ eV（95% CL）以及重子反馈幅度 $B<2.8$（95% CL），均与标准模型预期一致。我们表明，引力理论的不确定性将 KiDS$\times$2dFLenS 与 Planck 之间的张力缓解至低于 $1\sigma$，并将 Planck 与 Riess 等人（2019）直接测量的哈勃常数之间的张力降至约 $3\sigma$；然而，我们发现相对于 $\Lambda$CDM，JBD 引力并无显著的模型选择偏好。我们进一步表明，随着 $\omega_{\rm BD}$ 参数化变得更严格，中微子质量界限最多恶化至三倍，并且 $G_{\rm matter}/G$ 的正偏移以可能复杂化未来小尺度物理推断的方式抑制了 CMB 阻尼尾。（节略）