圣地亚哥-哈佛-爱丁堡-杜伦空洞比较 I：揭示变色龙引力检验

我们对几种现有和新的空洞寻找算法进行了系统比较，重点关注它们检验一类特定修改引力模型——变色龙 $f(R)$ 引力——的潜在能力。这些模型在低密度区域偏离标准广义相对论（GR）的程度更强，因此空洞是检验它们的一个有前景的场所。我们使用晕占据分布（HOD）方法在暗晕中填充星系，并调整HOD参数，使得星系两点相关函数在 $f(R)$ 和 GR 模型中相同。我们识别了三维空洞以及天空平面上的二维低密度区，发现所有模型中的空洞丰度和空洞星系数密度轮廓相同，这表明它们可能并未包含超出星系成团性的更多信息。然而，底层的空洞暗物质密度轮廓存在显著差异，$f(R)$ 空洞比 GR 空洞更为低密，这导致 $f(R)$ 空洞比其 GR 对应体具有更大的切向剪切信号。我们研究了每种空洞寻找方法利用近期透镜巡天（如 EUCLID 和 LSST）检验 $f(R)$ 模型的潜力。二维空洞具有最大的 $f(R)$ 引力探测能力，LSST 对隧道（本文引入的一种新型二维低密度区）透镜的分析能以 80 和 11$\sigma$（统计误差）区分 $|f_{R0}|=10^{-5}$ 和 $10^{-6}$ 的 $f(R)$ 模型与 GR。