Exploring Hu-Sawicki-like modified gravity with Genetic Algorithms
Sapienza University of Rome（罗马第一大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Roma（意大利国家核物理研究所罗马分部）；Tor Vergata University of Rome（罗马托尔维加塔大学）；INAF - Osservatorio Astronomico di Roma（意大利国家天体物理研究所罗马天文台）；Instituto de Física Téorica, UAM-CSIC, Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学-西班牙国家研究委员会理论物理研究所）
研究类胡-萨维奇$f(R)$模型与ΛCDM偏差，采用遗传算法结合相关代码，先依理论条件测试$f(R)$函数，再用可行候选者重建背景宇宙学并对比数据，发现偏差有限，有效暗能量状态方程演化微弱。
2026-07-15 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology with Hu-Sawicki gravity in Palatini Formalism
基于f（R）-引力的宇宙学模型可能会表现出自然的加速机制，而不会引入暗能量成分。本文研究了Palatini形式中所谓的Hu-Sawicki f（R）-引力的宇宙学结果。我们推导出模型参数的理论约束，并进行统计分析，以确定当前观测数据所允许的参数空间。我们发现这类模型在背景水平上与标准的ΛCDM模型是不可区分的。因此，从以前的结果在度量方法，我们表明，这些方案能够产生的辐射为主，物质为主，加速周期的序列，而不需要的暗能量。
2012-07-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing Hu-Sawicki f(R) gravity with the Effective Field Theory approach
我们展示了如何将一个特定的修正引力模型完全映射到爱因斯坦-玻尔兹曼求解器EFTCAMB中。这种方法包括几个步骤，并允许以最小的努力获得模型的宇宙学现象。我们讨论了所有这些步骤，从宇宙学背景的模型的动力学方程的解决方案的映射关系的使用铸造成有效场论语言的模型，并使用后者来解决微扰。我们选择Hu-Sawicki f（R）引力模型作为我们的工作例子。在解决背景和执行映射后，我们将算法与EFTCAMB接口，并利用有效场论框架来集成线性扰动的完整动态，返回精确比较模型与观测所需的所有量。我们讨论了这个模型的一些观测特征，重点是宇宙结构的线性增长。特别是，我们提出的行为的$fσ_8$和$E_G$，不像$Λ$ CDM的情况下，一般尺度依赖于除了红移的依赖。最后，我们通过将其宇宙学预测与普朗克2015年的数据进行比较，包括CMB透镜，WiggleZ星系巡天和CFHTLenS弱透镜巡天测量，研究了该模型的观测意义。我们发现，虽然WiggleZ的数据有利于一个非零值的胡-Sawicki模型参数，$\log_{10}(-f^0_{R})$，因此一个大的值的$σ_8$，CFHTLenS拖动估计的$\log_{10}(-f^0_{R})$回到$Λ$ CDM限制。
2016-01-27 astro-ph.CO gr-qc
Linear perturbations spectra for dynamical dark energy inspired by modified gravity
在本文中，我们研究了一个特殊的修改后的重力状态方程，所谓的Jaime-Jaber-Escamilla，出现在第一个重力修改的作用原理，并可以重现三个宇宙学可行的$f(R)$理论：Starobinsky，胡-Sawicki，和指数模型。这EoS是一个合适的候选人，以再现动态暗能量的行为已经重建的当前数据集。基于联合统计分析，我们发现我们的结果仍然与$Λ$ CDM有很好的一致性（在$1σ$内），而在微扰水平上，我们注意到，对于Starobinsky模型，物质功率谱归一化因子$σ_8$在1- $σ$处与SDSS和SNeIa+IRAS一致，对于Hu \& Sawicki和指数模型，与SDSS-vec一致。此外，我们发现，对于$H_0$值，Starobinsky和Hu \& Sawicki与PL 18 TT相比显示出最小的张力。所有这些方面都不能从其他替代理论中观察到\textit{directly}，因为状态方程很难用分析方法计算。
2021-05-27 astro-ph.CO gr-qc
$\texttt{fRevolution}$ $-$ Relativistic Cosmological Simulations in $f(R)$ Gravity I: Methodology
在$\texttt{gevolution}$的基础上，提出了一种新的相对论宇宙学粒子网格程序$\texttt{fRevolution}$，旨在模拟$f(R)$引力中的非线性结构形成.我们介绍的一般框架和近似方案，以及一组方程用于解决全套的引力摄动。我们展示了一个质点场和宇宙学模拟的胡-Sawicki模型的结果，并将它们与现有的牛顿代码。我们的解决方案将在下面的论文中进行更详细的分析和讨论。
2019-07-03 astro-ph.CO
DESI DR2 Constraints on Coupled Hu--Sawicki $f(R)$ Gravity with Interacting Neutrinos: Implications for the Hubble and \(S_8\) Tensions
Lorestan University（洛雷斯坦大学）
本研究探讨相互作用Hu-Sawicki f(R)引力模型，结合DESI DR2等数据，发现该模型可将哈勃常数提升至70.21并降低S8至0.796，从而将近乎1σ水平缓解H0和S8张力，为同时缓解两大晚期宇宙学张力提供了可行途径。
2026-09-15 astro-ph.CO gr-qc
Joint halo mass function for modified gravity and massive neutrinos I: simulations and cosmological forecasts
我们提出了一个晕质量函数准确的完整相关的胡-Sawicki $f(R)$参数空间的基础上球形塌缩计算和校准的一套修改后的重力$N$体模拟，包括大量的中微子。我们调查的能力，目前和即将到来的星系团观测检测偏离广义相对论，同时限制总中微子质量，包括系统的不确定性。我们的研究结果表明，大质量中微子和修正引力效应之间的简并性是目前寻找新的星系团引力物理的限制因素，但未来的调查将能够打破简并性。
2018-06-19 astro-ph.CO
Investigating the degeneracy between modified gravity and massive neutrinos with redshift-space distortions
在改进的引力模型产生的大尺度结构的增强和大质量中微子的自由流在后期产生的抑制之间存在着众所周知的简并。这使得当中微子质量不受强约束时，物质功率谱本身不能很好地区分修正引力和协调$Λ$ CDM模型。在这项工作中，我们调查的潜力，使用红移空间扭曲（RSD）打破这种退化时，重力的修改是规模依赖的形式胡-Sawicki $f(R)$。我们发现，如果线性增长率可以恢复从RSD信号，简并可以打破在暗物质领域的水平。然而，这需要精确的建模的非线性的RSD信号，我们在这里提出了一个扩展的标准微扰理论为基础的模型，包括胡-Sawicki $f(R)$修改重力和大量的中微子的非线性RSD。
2020-08-03 astro-ph.CO gr-qc
Toward Gravitational Lensing in Modified Theories of Gravity
本文研究 Hu-Sawicki f(R) 和 nDGP 修改引力模型中的引力透镜效应，发现其相对广义相对论会增强爱因斯坦半径、透镜概率和时间延迟，并为未来高精度巡天提供潜在观测标志。
2024-11-16 astro-ph.CO gr-qc
Modified Gravity from growth data: goodness-of-fit and gravitational coupling
Observatório Nacional（国家天文台）；Universidade Federal do Espírito Santo（圣埃斯皮里图联邦大学）
本文利用增长数据约束三个F(R)修正引力模型，通过MCMC和拟合优度统计发现模型间难以区分，但重构引力耦合μ(z)后，R^2-AB模型因与Planck 2018存在3.2σ张力而被排除。
2026-09-21 astro-ph.CO
Cosmological constraints and comparison of viable $f(R)$ models
在本文中，我们提出了几个著名的$f(R)$模型的宇宙学约束，但也对一类新的模型，是形式之一$f(R)=R-\frac{2Λ}{1+b\;y(R,Λ)}$的胡-萨维奇的变种，宇宙学常数模型和物质主导的宇宙之间的插值参数$b$的不同值，对于可行的模型，通常期望其很小，并且在实践中测量与广义相对论的偏差。我们使用最新的增长率，宇宙微波背景，重子声振荡，超新星类型Ia和哈勃参数的数据，把严格的约束模型，并比较它们的宇宙常数模型，但也有其他可行的$f(R)$模型，如Starobinsky或退化超几何模型。我们发现，这些类型的胡-Sawicki变量参数化一般与目前可用的数据兼容，可以提供有用的玩具模型，以探索可用的功能空间的$f(R)$模型，一些非常有用的与当前和即将到来的调查，将测试偏离广义相对论。
2018-01-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing modified gravity with 3x2pt analyses in galaxy mocks
Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)（空间科学研究所）；Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)（加泰罗尼亚空间研究学院）
本研究通过3x2pt分析检验修正引力理论，发现假设广义相对论会导致显著的宇宙学参数偏差。
2025-11-26 astro-ph.CO
Testing screened modified gravity with SDSS-IV-MaNGA
本研究利用SDSS-IV-MaNGA数据集，通过比对星系气体与恒星圆周速度检验屏蔽修改引力中的第五种力，未发现显著证据，并给出了不同模型下的力强度约束上限。
2024-09-05 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Future CMB ISW-Lensing bispectrum constraints on modified gravity in the Parameterized Post-Friedmann formalism
通过对ISW-Lensing双谱和CMB功率谱的联合分析，预测了普朗克卫星实验中参数化后弗里德曼（PPF）形式下修正引力的Hu-Sawicki模型和Bertschinger-Zukin模型的约束条件.我们发现，即使只考虑温度-温度模式的CMB功率谱，普朗克数据预计将减少至少一个数量级的WMAP相比，修改后的重力参数$B_0$（有关的额外标量自由度的康普顿波长的现值）的误差条。谱-双谱联合分析可以进一步改善结果的系数范围从1.14到5.32取决于特定的修改的重力模型。我们的主要结果之一是ISW-Lensing双谱和功率谱之间的互相关可以安全地忽略时，执行联合分析。为了简单起见，我们只研究一个参数（{ $B_0$ }）的可能性，并将所有其他宇宙学参数固定为WMAP 7年结果中的最佳拟合值。
2013-07-30 astro-ph.CO
Joint Analysis of Constraints on f(R) Parametrization from Recent Cosmological Observations
本研究联合五项宇宙学观测数据约束 Hu-Sawicki、Starobinsky 和 ArcTanh 三个 f(R) 引力模型，发现 Starobinsky 模型显著偏离 ΛCDM 并成为可行替代方案，统计比较显示其获极强支持。
2025-06-11 astro-ph.CO
Implications of $f(R)$ gravity on late-time cosmic structure growth through a complete description of density perturbations
Universidade do Porto（波尔图大学）；Centro de Física das Universidades do Minho e do Porto（米尼奥大学和波尔图大学物理中心）；Universidad de Salamanca（萨拉曼卡大学）；University of Cape Town（开普敦大学）
本文研究了Hu-Sawicki模型对晚期宇宙结构增长的影响，发现其在背景和扰动层面无显著现象学贡献，且可能加剧σ_8测量张力。
2026-01-20 astro-ph.CO gr-qc
Galaxy morphology rules out astrophysically relevant Hu-Sawicki $f(R)$ gravity
$f(R)$是一种典型的修正引力理论，它代表了广义相对论的扩展，具有新的轻自由度，因此在质量之间屏蔽了第五种力。这些力量在星系形态中产生了可观察到的特征，这是由于星系质量成分之间的屏蔽的差异影响而违反了弱等效原理。我们编制了两个形态指标的统计数据集-星系中恒星和气体之间的偏移和恒星盘的扭曲-并使用它们来约束薄壳屏蔽的第五种力的强度和范围。这是通过对过去的工作进行全面的升级来实现的（Desmond et al 2018 a，b）：我们为形态信号构建了一个强大的星系-星系贝叶斯前向模型，包括输入量中不确定性的完全传播和描述天体物理噪声的经验模型的边缘化。采用比以前更严格的数据质量削减，我们发现没有证据表明在康普顿波长范围$0.3-8$ Mpc中存在任何强度的筛选的第五种力$ΔG/G_\text{N}$，将$ΔG/G_\text{N}<0.8$的$1σ$结合在$λ_C=0.3$ Mpc处，在$λ_C=8$ Mpc处增强到$ΔG/G_\text{N}<3\times10^{-5}$。这是迄今为止太阳系以外最严格的边界，超过一个数量级。对于带有$n=1$的$f(R)$的Hu-Sawicki模型，我们需要一个背景标量场值$f_{R0} < 1.4 \times 10^{-8}$，迫使几乎所有的天体都被屏蔽。我们的结论是，这个模型可能与天体物理学或宇宙学无关。
2020-11-03 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
New constraints on $f(R)$ gravity from clusters of galaxies
大量的大质量星系团是在宇宙尺度上偏离广义相对论（GR）的一个强有力的探测器。尽管目前恒星和银河系的测试有严格的限制，但在更大尺度上，诸如$f(R)$之类的引力理论仍然可以作为有效的理论工作。在这里，我们提出了两个流行的模型$f(R)$，胡-Sawicki和“设计师”，来自一个完全自洽的分析，目前的X射线选择集群的样本和占宇宙学和天体物理参数之间的协方差的限制。利用团簇数计数，结合宇宙微波背景辐射（CMB）和大尺度结构产生的CMB透镜势的最新数据，以及对背景膨胀历史和平均物质密度的其他宇宙学约束，我们得到了Hu-Sawicki的$\log_{10}|f_{R0}| < 4.79$和$\log_{10}B_0 < 3.75$的上界，置信度为95.4%（使用$n=1$）和设计师模型。我们的研究结果的鲁棒性来自高质量的集群增长数据的最大规模的集群已知的红移$z \sim 0.5$，严格控制系统的不确定性，包括一个准确和精确的质量校准弱引力透镜数据，并使用完整的形状的晕质量函数在我们的数据的质量范围。
2015-08-08 astro-ph.CO
Projected Constraints on Modified Gravity Cosmologies from 21 cm Intensity Mapping
我们提出了预测约束修改后的重力模型从观测技术称为21厘米强度映射，宇宙结构检测没有解决个别星系。由此产生的地图对BAO和弱透镜都很敏感，这是两个最强大的宇宙学探测器。我们发现，一个200米× 200米的圆柱望远镜，灵敏度达到z=2.5，将能够区分DGP和大多数暗能量模型，并将Hu & Sawicki f（R）模型限制为|f_{R0}| < 9*10^（-6），置信度为95%。后者的限制，使广泛使用的透镜光谱在非线性制度。这些结果表明，21厘米强度映射不仅是敏感的标准模型的膨胀历史的修改，但也结构的增长。这使得强度映射成为一种强大而经济的技术，可以在比探测同一时代的光学实验更短的时间尺度上实现。
2010-02-12 astro-ph.CO
Constrained simulations of the local Universe with Modified Gravity
我们提出了一种方法，用于构建修改的重力（MG）约束模拟的本地宇宙的位置和奇特的速度从CosmicFlows数据集。我们的分析集中在以下MG模型：Dvali-Gabadadze-Porrati（nDGP）模型和Hu-Sawicki $f(R)$模型的正常分支。我们开发了一个模型独立的方法，用于构建约束模拟与任何给定的功率谱和数值计算的线性增长函数。对标准宇宙学模型$Λ$ CDM和MG模型构造了一组约束模拟的初始条件。该模型的重建维纳滤波密度和由此产生的模拟密度之间的差异，显示MG约束IC的生成的重要性，以研究MG在本地宇宙的微妙影响。这是有史以来第一个MG约束模拟。目前的工作铺平了道路，以改进近似方法的模型与尺度相关的增长函数，如$f(R)$，和高分辨率流体动力学MG放大模拟的本地宇宙。
2023-02-24 astro-ph.CO
The impact of modified gravity on the Sunyaev-Zel'dovich effect
我们研究了两个流行的修改后的重力理论，其中包括非常不同的屏蔽机制，对角功率谱的热（tSZ）和运动（kSZ）的组件的Sunyaev Zel 'dovich效应的影响。使用第一个宇宙学模拟，同时将屏蔽修改后的重力和一个完整的星系形成模型，我们发现，tSZ和kSZ功率谱显着增强的引力在胡-Sawicki $f(R)$重力和正常的分支Dvali-Gabadadze-Porrati模型。采用非辐射和全物理模拟相结合，我们发现，额外的重子物理存在于后者的行为，以抑制角尺度上的tSZ功率$l\gtrsim3000$和所有测试的尺度上的kSZ功率，这被发现有很大的影响模型的差异。我们的研究结果表明，tSZ和kSZ电源可以被用来作为强大的探针的重力在大尺度上，使用数据从当前和即将到来的调查，提供足够的工作进行了解的敏感性的限制重子过程，目前还没有完全理解。
2021-01-04 astro-ph.CO
Universal predictions of screened modified gravity on cluster scales
修改后的重力模型需要一个筛选机制，能够逃避严格的约束，从当地的重力实验，并在同一时间，引起可观察到的天体物理和宇宙学的签名。这种经过筛选的修正重力模型必然具有由复杂的非线性方程确定的动态，这些方程通常需要逐个模型求解以产生预测。这使得测试它们成为一个繁琐的过程。在本文中，我们调查是否有一个共同的签名，所有不同的模型，是适合于测试它们的集群规模。要做到这一点，我们提出了一个可观察到的第五种力量，这可以观察到的动态透镜质量的比晕，然后表明，这个可观察到的预测可以重新调整到一个接近普遍的形式为一大类修改后的重力模型。我们证明了这一点，使用胡-Sawicki $f(R)$，对称，nDGP和膨胀模型，以及统一的参数化。普遍形式仅由三个量决定：强度、质量和宽度参数。我们还展示了这些参数可以从一个特定的理论。这种预测的自相似性有望用于以独立于模型的方式在集群尺度上搜索修改的重力特征。
2015-10-12 astro-ph.CO
The skewness of z=0.5 redshift-space galaxy distribution in Modified Gravity
本文研究了Hu-Sawicki $f(R)$ -引力模型和Dvali-Gabadadze-Porrati（nDGP）模型中星系分布在$z=0.5$的约化偏度$S_{3,g}\equiv\barξ_{3,g}/\barξ_{2,g}^2$。我们使用一套专门设计的模拟星系星表来匹配CMASS光谱星系样本。我们首次研究了这两种星系分布在红移空间中的三阶约化矩。我们的分析证实，以前只指示暗物质晕目录的信号也存在于现实的模拟星系样本。这一结果提供了一种可能性，提取潜在的修改后的重力信号在$S_3$从光谱星系数据，而不需要一个非常精确的和自洽的RSD模型构建的每一个修改后的重力方案分别。结果表明，各种修正重力模型的$Λ$ CDM~ $S_{3,g}$的相对偏差可以从$7$变化到$\sim 2-3\%$效应。虽然，效果看起来很小，我们认为模型，它可以促进$2-3σ$证伪。最后，我们认为，星系样本的显着更高的数密度应提供更强的限制，通过限制散粒噪声影响的$S_{3,g}$估计在小的共动分离。
2020-01-02 astro-ph.CO
Cosmological dynamics of viable f(R) theories of gravity
对广义相对论的Hu-Sawicki修正的动力学进行了完整的分析。特别是，完整的相空间的情况下，模型参数取为n=1，c1=1，几个稳定的deSitter平衡点连同一个不稳定的“类物质”点被确定。我们发现，如果宇宙学参数被选择采取他们的Lambda CDM值今天，这将导致在宇宙中，直到非常低的红移，是由一个状态方程参数等于t1/3，导致膨胀历史非常不同的Lambda CDM。我们证明，这个问题可以通过选择在高红移的λ CDM初始条件和积分方程到目前的一天来解决。
2015-10-31 astro-ph.CO gr-qc
Compact Binary Merger Rate with Modified Gravity in Dark-Matter Spikes
本研究探讨了修正引力对超大质量黑洞周围暗物质尖峰内致密双星并合率的影响，发现修正引力预测的并合率高于广义相对论，并结合 LIGO-Virgo 观测约束了理论参数和 PBH 丰度。
2024-10-22 astro-ph.CO gr-qc
Constraining f(R) gravity in solar system, cosmology and binary pulsar systems
$f(R)$引力可以转换成标量-张量理论的形式，并且标量自由度可以通过变色龙机制在高密度区域被抑制。本文对一般的$f(R)$引力，采用变色龙机制的标量张量表象，计算了参数化的后牛顿参数$γ$和$β$，有效引力常量$G_{\rm eff}$和有效宇宙学常数$Λ_{\rm eff}$ .此外，对于一般的$f(R)$引力，我们还计算了双星系统由于引力辐射引起的轨道周期衰减率。然后将这些结果应用到具体的$f(R)$模型（Hu-Sawicki模型、Tsujikawa模型和Starobinsky模型）中，并结合太阳系、宇宙学尺度和双星系统的观测，导出了对模型参数的约束条件。
2017-12-27 astro-ph.CO
Cosmic voids in modified gravity scenarios
修正的引力（MG）理论旨在通过减少暗区来重现观测到的宇宙加速度，同时在稠密环境中恢复广义相对论（GR）。虚空研究似乎是一个合适的方案，以寻找宇宙尺度上的替代引力模型的印记。空隙覆盖了一个有趣的密度尺度范围，其中屏蔽机制淡出，从靠近其中心的密度对比$δ\approx -1$到靠近其边界的$δ\approx 0$。我们提出了一个分析的水平之间的区别GR和两个修改后的重力理论，胡-Sawicki $f(R)$和的引力子理论。这项研究依赖于在n体宇宙学模拟中检测到的空隙的丰度，线性偏差和密度分布。我们将空隙定义为由具有由$\overlineρ_v=0.2\,\overlineρ_m$给出的{ \it \textup{mean} }密度的球体的并集组成的连通区域，但与任何其他空隙断开。我们发现，空壁的高度是相当大的影响，引力理论，使它增加更强的重力修改。最后，我们表明，在暗物质n体模拟的水平上，我们的约束使我们能够区分GR和MG模型与$|f_{R0}| > 10^{-6}$和$z_{SSB} > 1$。从多个空隙探测器独立导出的MG参数的最佳拟合值的差异可能指示不正确的MG模型。这是一个重要的一致性检查。
2019-10-14 astro-ph.CO
Probing Modified Gravity Theories with ISW and CMB Lensing
我们使用优化的偏斜光谱以及与闵可夫斯基泛函（MF）相关的偏斜光谱来测试使用集成萨克斯-沃尔夫效应（ISW）的互相关和宇宙微波背景辐射（CMB）的透镜效应来检测偏离广义相对论（GR）的引力理论的可能性。我们发现，虽然这两个统计可以把修改的重力约束，优化的斜谱是特别敏感的参数$\rm B_0$，表示的{ \em康普顿波长}的标量在目前的时代。我们研究了三种改进的引力理论，即：后参数化弗里德曼（PPF）形式主义;胡-萨维奇（HS）模型;和Bertschinger-Zukin（BZ）形式主义。采用一个类似于欧空局的普朗克任务的实验装置的可能性分析，我们发现，假设GR是正确的模型，我们希望从第一个两个偏斜光谱，$S_{\ell}^{(0)}$和$S_{\ell}^{(1)}$的约束，是相同的：$\rm B_0<0.45$在$95%$置信水平（CL），和$\rm B_0<0.67$在$99%$ CL在BZ模型。第三个偏斜谱没有给出任何有意义的约束。我们发现，最佳的斜谱提供了更强大的约束，给出$\rm B_0<0.071$在$95%$ CL和$\rm B_0<0.15$在$99%$ CL，这是本质上相同的，可以实现使用全双谱。
2014-05-06 astro-ph.CO
Neural Networks for cosmological model selection and feature importance using Cosmic Microwave Background data
本文利用神经网络在Planck 18温度和极化角功率谱上区分ΛCDM、Hu-Sawicki修改引力模型及原初功率谱特征模板，并结合SHAP值进行可解释性分析，证明档案宇宙学数据可用于检验新一代数据科学算法。
2025-02-07 astro-ph.CO
Constraining $f(R)$ Gravity Models with The Late-Time Cosmological Evolution
$f(R)$修正引力是爱因斯坦广义相对论的修正，旨在解释宇宙学标准模型之外的问题，如暗能量和暗物质。作为一种支配宇宙大尺度主要动力学的引力理论，$ f(R)$模型应该能够解释从物质主导的宇宙到暗能量主导的宇宙的转变。假设在从物质主导宇宙到暗能量主导宇宙的过渡过程中，辐射的密度参数可以忽略，我们发现了关于模型密度参数的动力学稳定性的一些不动点。如果$f(R)$模型能够将不动点$P_5$（代表物质主导的时代）连接到不动点$P_1$（代表暗能量主导的时代），则可以实现相变。评估状态转换的方法称为固定点分析。在这项研究中，我们分析的可行性$f(R)$模型提出的Starobinsky，胡-Sawicki，和Gogoi-Goswami关于相变从物质占主导地位的宇宙暗能量占主导地位的宇宙。结果表明，通过选择适当的参数，这些模型是可行的。例如，在Starobinsky和Hu-Sawicki模型中，可以选择参数$μ$以对应于$x_d= R_1/Rc$的下限，其中$R_1$表示de-Sitter点。同时，对于Gogoi-Guswami模型，当参数$α$和$β$满足deSitter点的存在性和稳定性条件时，也可以得到同样的结果.从这些结果可以得出结论，这些$f(R)$模型允许这样的宇宙相变，以实现后期的加速膨胀。
2022-12-30 astro-ph.CO gr-qc
Minkowski Functionals of Large-Scale Structure as a Probe of Modified Gravity
本研究利用N体模拟和四种闵可夫斯基泛函探测Hu-Sawicki f(R)修正引力模型，系统分析平滑尺度、红移、有偏示踪物及红移空间畸变的影响，证明该泛函能有效约束修正引力并揭示宇宙网形态特征。
2024-03-19 astro-ph.CO
On the current status of Modified Gravity
我们重新审视了Hu $\&$ Sawicki修正的引力方案的宇宙学可行性。这样的修改对不同的宇宙学观测，包括引力波的影响，仔细描述。最新的宇宙学数据，以及集群参数$σ_8$和当前的物质质量-能量密度$Ω_m$从集群数计数和弱透镜层析之间的关系的限制，被认为是在我们的数值计算。我们发现在$95\%$ ~CL处的最强结合是$|f_{R0}| < 3.7 \times 10^{-6}$。即将进行的星系团巡天覆盖天空中10，000度的$^2$，星系表面密度为$\mathcal{O}(10)$ ~arcmin $^{-2}$，可以提高$σ_8$ - $Ω_m$关系的精度，收紧上述限制。
2014-10-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Marked statistics across the cosmic web: Environmental dependent clustering in modified gravity simulations
Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI)（宇宙物理与数学科学 Kavli 研究所）；The University of Tokyo Institutes for Advanced Study (UTIAS)（东京大学高等研究院）；Center for Data-Driven Discovery, Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学数据驱动发现中心，Kavli IPMU (WPI)，UTIAS）；Department of Mathematical Physics, Institute of Physics, University of São Paulo（圣保罗大学物理学院数学物理系）；ILANCE, CNRS – University of Tokyo International Research Laboratory（CNRS-东京大学国际联合实验室 ILANCE）；Ecole Polytechnique（巴黎综合理工学院）
研究利用标记相关函数分析修正引力模拟中环境依赖的聚类，发现节点和纤维环境对信息内容影响显著，结合环境信息可提升星系聚类测试的约束能力。
2026-08-03 astro-ph.CO
Modified Gravity-GADGET: A new code for cosmological hydrodynamical simulations of modified gravity models
我们提出了一个新的大规模并行程序的N体和宇宙流体动力学模拟的修改重力模型。该代码采用多重网格加速牛顿-高斯-赛德尔松弛求解器的自适应网格，有效地解决了修改后的重力模型的标量自由度的扰动。由于这种新算法是作为P-Gadget 3代码的一个模块实现的，因此它可以同时遵循P-Gadget 3中包含的重子物理学，例如流体力学，辐射冷却和恒星形成。我们证明，该代码的工作可靠，通过将其应用到简单的测试问题，可以解决分析，以及通过比较宇宙学模拟的结果从文献中。使用新的代码，我们进行了第一次非辐射和辐射宇宙学流体动力学模拟的f（R）-引力模型。我们还讨论了活动星系核反馈对物质功率谱的影响，以及重子过程的影响和引力修正之间的简并。
2013-05-10 astro-ph.CO
Cluster gas fraction as a test of gravity
利用观测到的大质量星系团中X射线发射气体的质量分数，提出了一种新的引力宇宙学检验方法。星系团气体部分，被认为是宇宙中平均重子部分的一个公平样本，是一个很好理解的观测值，以前主要用于限制背景宇宙学。在一些修正的重力模型中，例如$f(R)$重力模型，大质量星系团中的气体温度是由该星系团的有效质量决定的，有效质量可能大于其真实质量。另一方面，X射线光度是由真实的气体密度决定的，在修正的重力和$Λ$ CDM模型中，真实的气体密度主要取决于$Ω_{\rm b}/Ω_{\rm m}$，因此也取决于真实的星系团总质量。因此，结合星团的气体温度和X射线表面亮度来推断它们的气体分数的标准做法，在修正的重力模型中，会导致更大的$Ω_{\rm b}/Ω_{\rm m}$值-在$f(R)$重力中，这可能是$1/3$更大-比从其他观测（如CMB）推断的$Ω_{\rm b}/Ω_{\rm m}$值更大。一个快速的计算表明，带有$|\bar{f}_{R0}|=3\sim5\times10^{-5}$的Hu-Sawicki $n=1$ $f(R)$模型与Allen等人（2008）分析的42个星系团的气体分数数据相矛盾。我们还讨论了其他修改的重力模型的影响。
2015-08-28 astro-ph.CO
Large-scale redshift space distortions in modified gravity theories
红移空间畸变（RSD）的测量提供了一种在大尺度上检验引力模型的手段。我们使用模拟星系星表构建的大型N体模拟的标准和修改后的重力模型来测量星系团在红移空间。我们的注意力集中在两个最具代表性和流行的家庭修改的重力模型：Hu \& Sawicki $f(R)$重力和正常分支的DGP模型。星系星表的建立使用晕占据分布（HOD）处方与HOD参数的修改后的重力模型调整，以匹配的数密度和实空间聚类的{ \sc boss-cmass}星系。我们采用两种方法来模型RSD：第一种是基于线性微扰理论和第二个模型的非线性效应的小尺度上，通过假设标准重力，包括偏置和RSD的影响。我们测量的实空间关联函数比率，四极子的比率，聚类楔和多极子的关联函数，并使用这些统计数据来找到约束的失真参数，$β$。我们发现，线性模型未能再现N体模拟结果和真实值的$β$尺度$s < 40\Mpch$，而非线性建模的RSD恢复值的$β$的所有模型的感兴趣的尺度。大尺度（$s\gtrsim20$ - $40\Mpch$）的RSD与DGP模型中标准重力的预测值有很大的偏差。然而，使用RSD来约束$f(R)$模型的可能性不大，因为该模型中的筛选机制不同。
2018-11-22 astro-ph.CO
Modified Baryonic Dynamics: two-component cosmological simulations with light sterile neutrinos
在这篇文章中，我们继续测试宇宙学模型为中心的修正牛顿动力学（MOND）与轻不育中微子，这可能是一种方法，以解决星系尺度上的标准模型的微调问题，同时保持更大尺度上的成功预测。由于简单MOND宇宙学模型以前的失败，在这里我们测试一个推测模型，其中修改后的引力场只由重子产生，而不育中微子产生一个纯牛顿场（因此修改后的重子动力学）。我们使用两个组件的宇宙学模拟分离重子N体粒子的不育中微子。其前提是要减弱大质量星系团晕的过度产生，这些晕在最初的MOND加轻不育中微子方案中很普遍。尽管这样一个公式的理论问题，修改重子动力学模型未能产生正确的振幅的星系团质量函数的任何合理的值的原始功率谱归一化。
2014-07-04 astro-ph.CO
The Standard siren tests of viable $f(R)$ cosmologies
Zhijin No.9 Senior High School（织金县第九高级中学）
本文通过模拟标准 sirens 数据集检验 $f(R)$ 引力模型，发现其对引力波传播摩擦项的灵敏度可增强与 $Λ$CDM 的区分能力，但标准 sirens 无法解决哈勃张力，且部分模型存在理论不稳定性。
2026-02-04 astro-ph.CO
Universality of the halo mass function in modified gravity cosmologies
我们使用一套大型的$N$ -体模拟--ELEPHANT套件研究了改进重力模型中的晕质量函数。我们考虑两个流行的超越广义相对论的场景：胡-萨维奇变色龙$f(R)$模型和Dvali-Gabadadze-Porrati膜世界（nDGP）的正常分支。我们发现，在MG，分析配方的基础上的新闻-Schechter框架提供了一个非常不准确的描述HMF。然而，我们发现，一旦HMF表示的无量纲的多重性函数，它近似地假设一个红移无关的所有模型的普适字符。利用这一属性，我们提出了通用的适合MG HMF的分数偏离$\mathrm{Λ\text{CDM}}$的情况下。我们发现两个封闭的公式，一个为$f(R)$，另一个为NDGP，提供了一个可靠的描述HMF的模拟所涵盖的质量范围。相对于$N$ -主体数据，这些数据精确到百分之几。我们测试外推潜力，我们适合对不同的宇宙学背景和质量分辨率的单独模拟，并找到非常好的精度，在$\sim 10\%$。我们的分析中一个特别有趣的发现是HMF偏差的高斯样形状，似乎在整个$f(R)$家族中普遍出现，在每个$f(R)$变体的质量方差尺度特征处达到峰值。我们将这种行为归因于环境依赖的变色龙筛选模型的特定物理学。
2022-03-18 astro-ph.CO
Spatial Curvature in $f(R)$ Gravity
在这项工作中，我们考虑四个$f(R)$重力模型-胡-Sawicki，Starobinsky，指数和Tsujikawa模型-并使用一系列的宇宙学数据，连同马尔可夫链蒙特卡罗抽样技术，以约束相关的模型参数。我们的主要目的是比较我们得到的结果时，$Ω_{k,0}$被视为一个自由的参数与他们的同行在空间平坦的情况下。在前一种情况下，我们得到的$Ω_{k,0}$的边界与平坦几何相容。然而，哈勃常数$H_0$越大，曲率越大。事实上，在我们的分析中包括一个高斯似然构造从本地测量的$H_0$，我们发现，结果有利于一个开放的宇宙略高于$1σ$。这也许在统计学上并不重要，但它强调了哈勃张力对通常关于空间曲率的假设的重要影响。我们注意到，哈勃参数与其$Λ$ CDM等效值的后期偏差在所有四个模型中是相当的，特别是在非平坦的情况下。当$Ω_{k,0}=0$时，Hu-Sawicki模型允许$Ω_{\text{cdm},0}h^2$的较小平均值，这增加了在高于1的红移处的所述偏差。我们还研究了规模的变化的影响，通过评估在两个不同的波数$k_\dagger$的增长率。总体而言，任何变化都可以忽略不计，尽管较小的$k_\dagger$确实会导致偏差参数$b$的平均值略大。
2022-01-04 astro-ph.CO
Constraining chameleon models with cosmology
变色龙场可能会在星系团尺度上改变引力，同时在局部恢复广义相对论。本文回顾了非线性宇宙学结构中变色龙修改的签名，比较了不同的技术来模拟它们，总结了观测约束的当前状态，并总结了未来观测的前景约束以及在此过程中开发的分析工具在更一般的标量张量理论中的应用。特别关注的是胡Sawicki和设计师模型的f（R）重力。
2015-01-04 astro-ph.CO gr-qc
The one-loop matter bispectrum as a probe of gravity and dark energy
在宇宙的大尺度结构中，引力引起的非高斯性，其特征在于高阶统计，如双谱（三点累积量），预计包含丰富的宇宙学信息。双谱的测量不仅可以改善宇宙学的约束条件，而且可以使我们在宇宙尺度上探测引力成为可能。在本文中，我们提出了一个框架，数值计算的单圈物质双谱的基础上的标准微扰理论（SPT）。这种方法允许对标准$Λ$ CDM模型进行一般修改，从而易于实现。我们展示了三个代表性的情况下，即Vainshtein屏蔽Dvali-Gabadadze-Porrati（DGP）模型，变色龙屏蔽胡-Sawicki $f(R)$模型和唯象暗散射（DS）动量交换模型的双谱计算的性能。预测的bispectra，然后从一组宇宙学的$N$体模拟的测量结果进行比较，并在微扰计算的简化或近似处理所产生的可能的系统学的影响进行了详细研究。我们发现，一个循环的双谱计算提供了显着更多的信息，一般的屏蔽和动量交换的影响比领先的顺序双谱计算。此外，单回路预测的准确性被证明是可比的非线性拟合公式在宽范围的波数（$k\lesssim0.3\,h$ $\mbox{Mpc}^{-1}$），即使在较低的红移，$z\lesssim 1$。
2018-10-23 astro-ph.CO
Matter Power Spectrum Emulator for f(R) Modified Gravity Cosmologies
测试一个超越广义相对论（GR）的可行宇宙学模型子集，以及与之相关的宇宙加速和暗能量的含义，是鲁宾天文台时空遗产调查（LSST）的范围之内，也是其努力的一部分。偏离GR-w（z）CDM模型可以表现在结构和透镜的增长率，以及在非线性尺度上的屏蔽效应。我们通过COLA（COmoving Lagrangian Acceleration）模拟来模拟该模型，探索了f（R）Hu-Sawicki修正重力（MG）候选模型预测的小尺度偏差的约束能力。我们提出的实验设计，数据生成，和宇宙学参数的插值方案和跨越红移的功率谱的提升，由于修改重力效应的仿真。模拟器的三个初步应用突出了对宇宙学参数的敏感性，Fisher预测和马尔可夫链蒙特卡罗推断的基准宇宙学。这个模拟器将在未来的宇宙学分析中发挥重要作用，处理鲁宾天文台LSST预期的大量数据。
2020-10-01 astro-ph.CO gr-qc
Constraining $f(R)$ Gravity with a $k$-cut Cosmic Shear Analysis of the Hyper Suprime-Cam First-Year Data
使用斯巴鲁Hyper Suprime-Cam（HSC）第1年的数据，我们进行了第一次$k$切割宇宙剪切分析，约束$Λ$ CDM和$f(R)$ Hu-Sawicki修正重力。为了生成$f(R)$宇宙剪切理论矢量，我们使用COLA（COmoving Lagrangian Acceleration）模拟训练的物质功率谱模拟器。$k$ -切割方法被用来显着降低权重的灵敏度，小尺度（$k > 1 \ h {\rm Mpc }^{-1}$）模式的物质功率谱中的仿真器是不太准确的，同时确保我们的结果是强大的重子反馈模型的不确定性。我们还开发了一个测试，以确保模型化不良的小尺度的影响被归零。对于$Λ$ CDM，我们发现$S_8 = σ_8 (Ω_m / 0.3) ^ {0.5} = 0.789 ^{+0.039}_{-0.022}$，而对$f(R)$修改的重力参数的约束是先验支配的。在未来，$k$切割方法可用于约束大量的重力理论，其中计算限制使得将物质功率谱建模到极小尺度是不可行的。
2021-10-21 astro-ph.CO
Modified Chaplygin Gas and Constraints on its B parameter from CDM and UDME Cosmological models
我们研究了作为暗能量候选者的修正Chaubergin气体（MCG），并为物理上可行的宇宙学模型预测了该气体的参数值。MCG状态方程（$p=B ρ- \frac {A}{ρ^α} $）包含三个参数：$B$、$A$和$α$。这些参数的允许值是在无量纲年龄参数（$H_{o}t_{o}$）和$H(z)-z$数据的帮助下确定的。具体地，我们研究了B参数的值的允许范围内的$α$和$A_{s}$（$A_{s}$是根据常数的理论定义）。我们分别探讨了冷暗物质（CDM）模型和统一暗物质能量（UDME）模型中的参数约束。
2009-08-19 astro-ph.CO
Observational scalings testing modified gravity
我们考虑不同的观测效应来检验在暗能量和暗物质的共同描述中引入宇宙学常数的修正引力方法。通过对12个邻近星系团的标度关系、超螺旋星系的引力波辐射功率和Tully-Fisher关系的研究，得到了超螺旋星系的宇宙学常数的上限。我们的估计表明，对于所有这些情况下，$Λ$的上限是一致的，它的实际值预测的宇宙学观测。
2021-09-27 astro-ph.CO
Global cosmological dynamics for the scalar field representation of the modified Chaplygin gas
在本文中，我们研究了在平坦FLRW宇宙学的背景下，修改后的Chaubergin气体的最小耦合标量场表示的整体动力学。这样做的工具是一组新的有界变量，导致一个规则的动力系统。结果表明，精确的修正Chaubergin气体理想流体解在相平面上呈现为直线。它还表明，没有其他的解决方案保持接近这个解决方案在其整个时间的演变，但存在一个开放的子集的解决方案，保持任意接近在中间的时间间隔，并进入未来的情况下的标量场潜在的表现出全球最小值。
2013-09-20 astro-ph.CO
Dynamics of pairwise motions in the fully non-linear regime in LCDM and Modified Gravity cosmologies
本研究针对宇宙成对速度非线性区域建模不足的问题，提出通过求解成对守恒方程结合非线性功率谱的稳健建模方法，在LCDM及两类修改引力模型下均与N体模拟高度吻合，且可通过成对速度特征检验引力定律。
2025-02-24 astro-ph.CO
Testing the quasi-static approximation in $f(R)$ gravity simulations
修正引力的数值模拟通常是在准静态近似下进行的--也就是说，在给定的修正引力理论中，忽略控制第五力的标量场的运动方程中时间导数的影响。为了测试这种近似的有效性，我们分析的情况下，$f(R)$重力超过这个准静态的限制，考虑的影响，如果有的话，这些条款在物质和速度发散宇宙领域。为此，我们使用自适应网格细化代码ECOSMOG研究三个变种（$|f_{R}|= 10^{-4}[$ F4 $], 10^{-5}[$ F5 $]$和$10^{-6}[$ F6 $]$）的胡-Sawicki $f(R)$重力模型，其中每一个是指一个不同的大小的标量场，产生第五力。我们发现，对于F4和F5，它们显示出更强的标准重力偏差，低分辨率模拟足以得出结论，时间导数对物质分布的贡献可以忽略不计。F6模型显示出与准静态近似的较大偏差，但是当以更高分辨率重新模拟时，偏差减小。因此，我们得出的结论是准静态近似是有效的$f(R)$宇宙学的最实际的应用。
2014-11-22 astro-ph.CO
A general framework to test gravity using galaxy clusters VI: Realistic galaxy formation simulations to study clusters in modified gravity
我们提出了一个重新调谐的IllustrisTNG重子物理模型，可以用来运行大盒子现实宇宙学模拟与较低的分辨率。这个新模型采用了降低的气体密度阈值恒星形成和减少恒星和黑洞反馈的能量释放。这些变化确保了我们的模拟可以产生足够的恒星形成，以密切匹配星系和星系团的恒星和气体性质，尽管具有$\sim$ 160倍的质量分辨率比用于调整基准IllustrisTNG模型的模拟低。利用这个模型，我们在一个$301.75h^{-1}{\rm Mpc}$盒中模拟了Hu-Sawicki $f(R)$引力。这是迄今为止，最大的模拟，结合了屏蔽修改重力和完整的重子物理，提供了一个大样本（$\sim$ 500）的星系团和$\sim$ 8000星系群。我们重新分析了$f(R)$第五种力对星系团质量与四个可观测代用品之间标度关系的影响：质量加权气体温度、热Sunyaev-Zel'dovich效应的康普顿$Y$参数、$Y$参数的X射线模拟和X射线光度。我们发现，一组之间的映射$f(R)$标度关系和$Λ$ CDM对应，这已经在以前的工作中使用一个小得多的宇宙体积进行了测试，是准确的，在百分之几的$Y$参数和$\lesssim7\%$的气体温度为集群大小的晕（$10^{14}M_{\odot}\lesssim M_{500}\lesssim10^{15}M_{\odot}$）。这些映射将是重要的无偏约束力的重力使用数据正…
2022-05-31 astro-ph.CO
Cosmological Tensions in a Gauge-Invariant Modified Gravity
Sharif University of Technology（谢里夫理工大学）
本文研究规范不变修正引力（GIMOG），其中引力相互作用通过标量场的一阶相变动态产生，统一了从暴胀前到晚期加速的宇宙历史。利用Pantheon+超新星数据和原初4He丰度约束，发现晚期观测偏好更强的有效引力耦合，而BBN限制早期偏离广义相对论，需有效引力常数G平滑时间变化来调和。
2026-06-16 astro-ph.CO
Non-screening of the Cosmological Background in K-mouflage modified gravity
我们描述了宇宙学背景对天体物理结构的K-模量屏蔽特性的影响。我们表明，K-mouflage屏蔽的空间梯度的标量场，即屏蔽的第五力，发生在一个动态生成的屏蔽半径。该半径小于准静态近似的位置，即空间梯度超过时间导数的位置。即使这个准静态半径比物质过密度的大小小得多，空间梯度仍然可以用准静态近似很好地描述到视界。在宇宙学上，我们发现当宇宙网增长更快时，时间导数在红移$z\gtrsim 2$处仍然占主导地位。尽管存在的K-mouflage屏蔽，我们确认的标量场本身的值仍然是由宇宙学背景的主导，下降到中心的物质过密度，例如牛顿常数的时间漂移，由于大规模的宇宙学演化高度约束K-mouflage模型。
2018-10-09 astro-ph.CO
An accurate perturbative approach to redshift space clustering of biased tracers in modified gravity
我们扩展了尺度相关的高斯流模型（GSM）产生的各向异性红移空间的关联函数偏示踪剂在修改后的重力模型的分析预测。采用卷积拉格朗日微扰理论（CLPT）再求和方案，与局部拉格朗日偏置模式提供的峰值背景分裂形式主义，我们预测的必要成分，进入GSM，实空间晕成对速度和成对速度色散。我们进一步考虑了有效场论对成对速度色散的贡献，以正确地模拟其大尺度行为。我们将我们的方法应用于两个广泛考虑的修改后的重力模型，变色龙屏蔽的f（R）Hu-Sawicki模型和nDGP Vainshtein模型，并将我们的预测与这些模型的最先进的N体模拟进行比较。我们表明，GSM的方法来预测的红移空间关联函数晕的四极子和四极子，给出了非常好的协议与模拟数据，为广泛的屏蔽机制，屏蔽和晕质量在z=0.5和z=1的水平。我们的工作表明GSM的适用性，超越GR的宇宙学，表明它可以作为一个强大的预测工具，为下一阶段的宇宙学调查，如DESI，欧几里得，LSST和WFIRST。
2020-01-13 astro-ph.CO gr-qc
Zoomed cosmological simulations of Milky Way sized halos in f(R)-gravity
在Hu & Sawicki的f（R）模型下，我们用MG-GADGET程序对宝瓶座星系团的7个暗物质晕进行了宇宙学变焦模拟，研究了f（R）修正引力对银河系大小的暗物质晕内部性质的影响.此外，我们计算理想的NFW晕，以及在我们的宇宙学模拟的第五力，并将它们与分析模型预测的第五力内的球形物体。我们发现，这些理论预测相匹配的理想晕的力量非常好，而它们的适用性是有限的现实宇宙学晕。我们的模拟表明，f（R）引力显着影响银河系大小的物体的暗物质密度分布以及它们的圆周速度。在未屏蔽区域，速度分散增加高达40%，相对于LCDM可行的f（R）模型。这一差异比以前的作品中报道的要大。太阳圈在$f_{R0} = -10^{-6}$模型中被完全屏蔽，银河系大小的晕，而这个位置对于质量稍小的物体是不屏蔽的。在我们有限的晕样本大小的范围内，我们没有发现一个明确的依赖于$f_{R0}$的暗物质晕的浓度参数。
2016-08-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
