利用宇宙体流测量约束$f(R)$引力

作为宇宙加速的替代解释，$f(R)$引力理论可预测与标准$\Lambda$CDM几乎相同的膨胀历史，却对宇宙结构增长做出非常不同的预测。宇宙体流的测量提供了一种确定结构形成历史中引力强度的方法。我们使用修正引力N体代码ECOSMOG模拟暗物质粒子，并对$\Lambda$CDM和$f(R)$引力中的体流大小做出预测。利用ECOSMOG输出的本动速度，我们遵循2MASS Tully-Fisher巡天(2MTF)的红移与天空分布，在从$20h^{-1}$Mpc到$50h^{-1}$Mpc的深度范围确定体流。在每个深度，我们发现$\Lambda$CDM与$f_{R0} = 10^{-5}$模拟产生的体流测量与$\Lambda$CDM预测及2MTF巡天在$1\sigma$水平一致。我们还发现，采用$f(R)$强度$f_{R0} = 10^{-3}$会预测大得多的体流值，其在所有考虑的深度均与$\Lambda$CDM预测不符。我们得出结论，$f_{R0}$必须被约束到不大于$10^{-4}$的水平以与体流测量相符。