$\texttt{Hi-COLA}$：Horndeski 引力中结构形成的快速近似模拟

我们介绍 $\texttt{Hi-COLA}$，一个用于运行约化 Horndeski 引力中非线性的结构形成之快速近似 $\textit{N}$ 体模拟的代码。给定输入拉格朗日量，$\texttt{Hi-COLA}$ 动态构建相应的场方程，并一致地求解该理论的宇宙学背景、线性增长以及屏蔽第五力。因此 $\texttt{Hi-COLA}$ 是一个通用、可适应且有用的工具，能以低计算成本首次研究众多 Horndeski 理论的温和非线性区。本工作中，我们首先描述 $\texttt{Hi-COLA}$ 对具有 Vainshtein 屏蔽理论的屏蔽近似与模拟设置。我们针对立方 Galileon 引力，将代码与传统 $\textit{N}$ 体模拟进行比对，发现在 $k_{\rm max}=1.2~h/{\rm Mpc}$ 范围内有 $2.5\%$ 的一致性。为展示 $\texttt{Hi-COLA}$ 的灵活性，我们额外运行了扩展平移对称引力理论的首次模拟。我们利用 $\texttt{Hi-COLA}$ 的一致性与模块化，剖析修正背景、线性增长与屏蔽第五力如何共同导致非线性物质功率谱相对 $\Lambda$CDM 的偏离。$\texttt{Hi-COLA}$ 可在 https://github.com/Hi-COLACode/Hi-COLA 获取。