利用空洞轮廓检验引力理论

我们利用 N 体模拟研究了 $f(R)$ 模型中的空洞性质，重点关注其与广义相对论 (GR) 的差异及其可探测性。在 Hu-Sawicki $f(R)$ 修正引力 (MG) 模型中，空洞的光晕数密度轮廓与 GR 无法区分。相比之下，同样的 $f(R)$ 空洞含有更少的暗物质，且其轮廓更陡峭。原则上，这可以通过空洞的弱引力透镜观测到，但这需要在同一天区结合光谱红移巡天和透镜测光红移巡天。若忽略透镜形状噪声，对于 1~(Gpc/$h$)$^3$ 的体积，利用空洞周围的透镜切向剪切信号，可以将 $f(R)$ 模型参数振幅 $|f_{R0}|=10^{-5}$ 和 $10^{-4}$ 与 GR 区分开来，显著性分别为 4$\sigma$ 和 8$\sigma$。大尺度结构的视线投影是限制该信号显著性的主要系统误差，这对近期的广角深场透镜巡天构成了挑战。因此，区分 $|f_{R0}|=10^{-6}$ 与 GR 具有挑战性。我们预期这一问题可通过更大的体积得以克服。$f(R)$ 模型中光晕空洞丰度较低以及暗物质空洞轮廓变陡是独特的特征，结合起来可用于打破 $|f_{R0}|$ 与 $\sigma_8$ 之间的简并。