星系形成物理对广义相对论弱引力透镜检验的影响

即将开展的项目，如暗能量巡天（DES）、联合暗能量任务（JDEM）和大型综合巡天望远镜（LSST），旨在以前所未有的精度测量弱引力透镜剪切相关性。弱引力透镜可观测量对宇宙中的距离-红移关系和结构增长均敏感。如果加速宇宙膨胀的原因是在广义相对论框架下的暗能量，那么宇宙距离和结构增长都由暗能量的性质决定。因此，可以利用引力透镜来检验这种一致性并测试广义相对论。在回顾了此类检验的现象学之后，我们讨论了该计划面临的一个主要挑战。宇宙重子成分的演化高度不确定，并且会影响引力透镜可观测量，表现为在固定宇宙距离尺度下修正的结构增长。利用两种提出的方法，我们表明，如果忽略重子过程的不确定性，可能会错误地拒绝广义相对论这一零假设，而实际上广义相对论是正确的理论。最近的模拟表明，我们可以使用一个参数化模型来修正重子效应，在该模型中，暗晕质量-浓度关系被修改。与统计不确定性相比，这种修正使得偏差变得很小。我们研究了未来弱引力透镜巡天同时约束暗晕内部结构和检验广义相对论零假设的能力。与从小尺度剔除信息以减轻对重子物理敏感性的方法相比，这种内部校准程序应该能提供数倍更严格的广义相对论偏离限制。具体来说，我们发现，与完美了解非线性结构的情况相比，内部校准情况下对广义相对论的限制仅退化约30%或更少。