A clear and measurable signature of modified gravity in the galaxy velocity field
暗物质和星系的速度场反映了整个宇宙历史中引力的持续作用。我们表明，低阶矩的成对速度分布，$v_{12}$，是一个强大的诊断宇宙尺度上的引力定律。特别是，投影线的视线星系成对的速度色散，$σ_{12}(r)$，是非常敏感的存在下修改的重力。使用一组高分辨率的N体模拟，我们计算成对的速度分布和投影线的视线分散的一类修改后的重力理论：变色龙\fR重力和Galileon重力（三次和四次）。在$(5-10)σ$水平上，质量变化范围很大的暗物质晕的速度会偏离广义相对论。我们研究的策略，用于检测这些偏差在星系红移和奇特的速度调查。如果被探测到，这一特征将是修正重力的“确凿证据”。
2014-06-10 astro-ph.CO
On the galaxy 3-point correlation function in Modified Gravity
下一代星系巡天将提供对宇宙大尺度结构的高精度测量，从而可以在宇宙尺度上进行更严格的引力测试。高阶统计量是研究物质场的非高斯性和打破修正引力与其他物理参数或干扰参数之间简并性的一个有价值的工具。然而，从第一原理理解这些相关性的行为对于消除与广义相对论（GR）的偏差以及这项工作的目的至关重要。本文利用标准微扰理论中关于有偏示踪剂的当代思想，在树的层次上刻画了引力强度与尺度相关的修正引力模型的三点关联函数（3PCF），并将该理论应用于两个代表Chameleon和Vainshtein屏蔽机制的模型（$f(R)$和DGP）。此外，我们使用多极分解，除了加快算法从数据中提取信号外，还有助于可视化和表征GR偏差。
2023-01-18 astro-ph.CO
Galaxy Infall Kinematics as a Test of Modified Gravity
广义相对论（GR）的红外修正可以通过比较由弱透镜估计的星系团质量和由下落运动学估计的星系团质量来揭示。我们通过将Zu和Weinberg（2013）开发的星系坠落运动学（GIK）模型应用于两套f（R）和Galileon修改的重力模拟来测量星系团坠落区域的二维星系速度分布。尽管f（R）和Galileon星系团具有不同的屏蔽机制，即Chameleon和Vainshtein效应，但它们的GIK轮廓与GR的偏差非常相似，在r=5 Mpc/h时，特征下落速度增加约100-200 k/s，整个下落区域的径向和切向速度分散加宽50-100 km/s，对于质量约为10^{14} Msol/h的团簇，z=0.25。这些偏差可以通过GIK重建的红移--空间团-星系交叉关联函数xi_cg^s（r_p，r_π）检测到，它显示出当r_p<6 Mpc/h时，特征视距r_π^c比GR预测的增加约1-2 Mpc/h。随着未来深度成像和大红移巡天的重叠，我们期望xi_cg^s的GIK模型与叠加的弱透镜测量相结合，将为修正的引力理论和宇宙加速度的起源提供强有力的诊断。
2013-10-24 astro-ph.CO
Lopsidedness of cluster galaxies in modified gravity
我们指出了一个有趣的理论预测椭圆星系内的星系团在修改后的牛顿动力学（MOND）的框架，可以用来测试这种范式。除了中央最亮的星系团星系外，其他离中心足够近的星系受到星系团其他星系的强烈引力影响。这种影响只表现为标准牛顿引力中的潮汐，这意味着星系质心的系统加速度没有影响。然而，在MOND的背景下，强等效原理被打破的结果是系统加速度改变了星系自身的自引力。我们在这里表明，在这个框架中，最初的轴对称椭圆星系成为不平衡沿外场的方向，和星系的质心，由外密度轮廓线定义，是由几百秒差距相对于dennial点。
2010-05-25 astro-ph.CO
The Galaxy Halo Connection in Modified Gravity Cosmologies: Environment Dependence of Galaxy Luminosity function
利用在$z=0$上对$f(R)$和nDGP模型的$N-$体模拟，研究了修正引力模型中星系晕连接和星系密度场的依赖性.由于这些模型所采用的筛选机制，变色龙和Vainshtein，晕聚集在不同的非线性制度的结构形成。我们量化了它们在不同环境下的星系密度场与标准$Λ$ CDM模型的偏差。我们通过（子）Halo Abnormal Matching在Halo中填充星系。我们的主要结果是：2）$f(R)$重力模型预测在低密度的$\sim10\%$环境中星系数量过多，而在高密度的$|f_{R0}| = 10^{-4}$和$10^{-6}$环境中星系数量不足，而$|f_{R0}| = 10^{-5}$预测更多的高密度结构; 3）不同的引力模型预测的星系光度函数（GLF）与环境的依赖性不同，特别是在类空区，我们发现$f(R)$模型在$\sim10\%$附近存在差异，而nDPG模型在低光度星系中更接近于$Λ$ CDM，但在所有环境中高光度星系中$\sim11\%$都存在亏损。我们的结论是，GLF与环境的依赖性可能提供一个测试，以区分重力模型和筛选机制从$Λ$ CDM。我们提供了HOD参数的重力模型在本文中分析。
2019-06-25 astro-ph.CO
Consistent Modified Gravity Analysis of Anisotropic Galaxy Clustering Using BOSS DR11
我们分析了宇宙大尺度结构的集群使用一致的修改后的引力微扰理论，占各向异性效应沿和横向的视线。生长因子在f（R）引力中具有特定的尺度依赖性，我们同时拟合了生长函数的形状参数f_{R0}和距离以及大尺度（广义相对论）极限.利用重子振荡谱巡天数据Release 11中的69万多个星系，在95%的置信上限下，我们没有发现额外尺度依赖的证据|f_{R0}| <8 \times 10^{-4}。未来的聚类数据，例如来自暗能量光谱仪的数据，可以使用这种一致的方法来施加更严格的约束。
2015-09-23 astro-ph.CO
sOPTICS: A Modified Density-Based Algorithm for Identifying Galaxy Groups/Clusters and Brightest Cluster Galaxies
本研究提出改进型密度聚类算法sOPTICS，通过引入缩放因子修正红移空间畸变导致的视线误差，在星系团及最亮团星系识别任务中准确率、纯度和回收率均优于传统FoF算法，且鲁棒性和灵活性强，适用于大规模天文巡天。
2025-01-18 astro-ph.CO
Satellite galaxy velocity dispersions in the SDSS and modified gravity models
斯隆数字巡天（SDSS）提供了数十万个星系的数据。这些星系在天空中的精确位置，以及它们的光度和视线（多普勒）速度的信息，使人们能够构建它们位置的三维地图，并估计它们的视线速度色散。这些信息，原则上，允许一个测试动力学引力模型，特别是卫星星系的速度分散模型附近的大质量主机。一个关键的困难是区分真正的卫星和闯入者。我们回避这个问题，不试图从数据中推导出卫星星系的速度分散，而是将一个闯入者的背景纳入数学模型，并将结果与实际数据进行比较。我们发现，由于闯入者的存在，这是不可能的，以排除几个引力理论的基础上的SDSS数据。
2011-04-14 astro-ph.CO
An emulator-based halo model in modified gravity -- I. The halo concentration-mass relation and density profile
在这一系列的论文中，我们提出了一个基于模拟器的晕模型的非线性星系团在修改后的重力宇宙学。在第一篇论文中，我们提出了以下晕性质的仿真器：晕质量函数，浓度-质量关系和晕物质交叉关联函数。仿真器的训练数据提取的\textsc{FORGE}和\textsc{BRIDGE}套件的$N$体模拟，分别为两个修改的重力（MG）理论：$f(R)$重力和DGP模型，改变三个标准的宇宙学参数$Ω_{\mathrm{m0}}, H_0, σ_8$，和一个MG参数，无论是$\bar{f}_{R0}$或$r_{\mathrm{c}}$。我们的光环属性仿真器在独立的测试数据集上实现了$\lesssim 1\%$的精度。我们表明，仿真器可以结合星系晕连接处方准确地预测星系星系和星系的物质关联函数使用晕模型框架。
2023-01-08 astro-ph.CO
Mass Modeling and Kinematics of Galaxy Clusters in Modified Gravity
本研究扩展了星系团中变色龙屏蔽机制的分析，通过多种质量密度模型约束耦合强度和场渐近值，并利用贝叶斯分析证明质量模型假设错误引入的偏差极小，且虚假探测引力修改的可能性极低。
2024-11-15 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
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
Simultaneous effect of Modified Gravity and Primordial Non-Gaussianity in Large Scale Structure Observations
本文研究了原始非高斯性和$f(R)$框架中引力修正对大尺度结构观测的同时影响。我们发现，非高斯性和修改后的重力引入了一个规模依赖的偏差和增长率函数。在原始非高斯模型下，增长率偏离$Λ$ CDM的范围是大尺度的，而在修正引力理论下，增长率偏离$Λ$ CDM的范围是小尺度的.我们证明了在标准背景下，红移空间畸变可以用来区分正的和负的$f_{NL}$，而在$f(R)$理论中，它们不容易区分。在非高斯性和修正引力的存在下，星系的功率谱通常会增强。我们还得到了这种增强的尺度依赖性。最后，我们定义星系生长率和星系生长率偏差作为新的观测参数来约束宇宙学。
2014-03-11 astro-ph.CO
On thermodynamics second law in the modified Gauss Bonnet gravity
本文在修正的高斯-邦纳引力理论框架下研究了宇宙学中的热力学第二定律和广义第二定律。这些法律持有的条件推导和讨论。
2011-03-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Moffat's Modified Gravity tested on X-COP galaxy clusters
标量张量矢量引力（STVG）是一种完全协变的洛伦兹不变引力理论，也称为修正引力（MOG），它是用动态质量矢量场和标量场修正广义相对论的一种引力理论。在STVG中，矢量场$ϕ$的质量$μ$和万有引力常量G享有动力场的地位。利用XMM-Newton望远镜X射线观测得到的重建的星系团总质量，结合普朗克全天巡天观测到的Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应，估算了MOG中修正星系团质量后的参数$ α$和$μ$.
2022-02-21 astro-ph.CO gr-qc
A test of the standard dark matter density evolution law using galaxy clusters and cosmic chronometers
在这封信中，我们实现了一个测试的暗物质密度演化的标准定律。为此，我们只假设宇宙是平坦的，并且FRW度规是有效的。考虑了变形的暗物质密度演化规律，由$ρ_c(z) \propto (1+z)^{3+ε}$给出，并利用星系团气体质量分数和宇宙计时器测量结果得到了对$ε$的约束.我们发现$ε=0$在2 $σ$ c.l.内，与最近的其他分析完全一致。
2022-01-03 astro-ph.CO
Testing modified gravity with 21 cm intensity mapping, HI galaxy, cosmic microwave background, optical galaxy, weak lensing, galaxy clustering, type Ia supernovae and gravitational wave surveys
在现代宇宙学中，一个重要的任务是研究宇宙中是否存在引力修正的信号。由于分辨率和灵敏度的限制，目前的观测无法探测到任何修正重力信号。因此，迫切需要预测未来宇宙学调查对修正引力的约束力。我们用8个未来主流探测器约束Hu-Sawicki $f(R)$引力，包括21 cm强度图、HI星系、宇宙微波背景、光学星系、弱透镜、星系团、Ia型超新星和引力波。我们发现，HI星系巡天SKA 2给出了最强的约束$σ_{f_{R0}}=1.36\times10^{-8}$中的八个探头。21 cm强度巡天SKA 1-MID-B1和光学星系巡天Euclid也达到了$\mathcal{O}$（-8）量级。第四代CMB实验SO和CORE得到了$\mathcal{O}$（-6）阶，而大尺度结构巡天Euclid弱透镜、Euclid星系团和CSST弱透镜得到了$\mathcal{O}$（-5）阶。有趣的是，CSST星系团的$\mathcal{O}$（-6）阶与SO和CORE星系团的$\mathcal{O}$（-6）阶相同，而引力波巡天ET星系团的$\mathcal{O}$（-5）阶也是$\mathcal{O}$阶。八个探针的组合给出了最严格的约束$1.14\times10^{-8}$，其仅比SKA 2和SK 1-MID-B1组合的$1.34\times10^{-8}$强一点。这表明，在很大程度上，未来的21厘米强度映射…
2021-08-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The modified Newton attraction law and its connection with cosmological $Λ$--term
我们考虑的可能性，推广牛顿引力定律和过渡到一个广义相对论模型弱场的排斥项确定为一个宇宙学常数。分析包括测试粒子在修正的希尔伯特度规引力场的运动，然后从后伽利略情形反向过渡到构造包含$Λ$项的修正的精确质点规的问题。
2020-12-09 astro-ph.CO gr-qc
Fast generation of mock galaxy catalogues in modified gravity models with COLA
我们调查生产星系模拟星表的可行性与COmoving拉格朗日加速（COLA）模拟在修正重力（MG）模型采用晕占领分布（HOD）形式主义。在这项工作中，我们专注于两个理论的MG：$f(R)$引力与变色龙机制，和膜世界模型（NDGP），其中包括Vainshtein机制。我们使用一套完整的$N$体模拟MG作为基准来测试COLA模拟的准确性。在暗物质（DM）的水平上，我们表明，COLA准确地再现了物质的功率谱高达$k \sim 1 h {\rm Mpc}^{-1}$，而它是不太准确的再现速度场。为了产生晕目录，我们发现，ROCKSTAR晕取景器不与COLA模拟表现良好。另一方面，使用一个简单的朋友圈（FoF）的发现者和经验的质量转换从FoF到球形过密度群众，我们能够产生晕目录COLA是在良好的协议与那些在$N$体模拟。考虑晕轮廓MG第五力的影响，我们推导出简单的拟合公式的浓度-质量和速度色散-质量的关系，我们校准使用ROCKSTAR晕目录在$N$体模拟。然后，我们使用这些结果扩展HOD形式主义修改的COLA重力模拟。我们使用一个HOD模型，我们调整五个参数，以获得红移空间中的星系目录。我们发现，尽管HOD模型的巨大自由，MG留下的红移空间功率谱多极的特征印记，这些功能很好地捕捉到的COLA星系目录。
2021-08-23 astro-ph.CO
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
The Orthogonally Aligned Dark Halo of an Edge-on Lensing Galaxy in the Hubble Frontier Fields: A Challenge for Modified Gravity
我们研究了一个很好地解决8角秒透镜图像，对称地弯曲在中间的边缘透镜状星系，在哈勃前沿场（HFF）的数据MACSJ0416.1-20403。这幅长图像主要是由星团的大切向剪切产生的，并伴随着成员星系的局部二次偏转，其极限半径约为18 kpc。透镜状的透镜星系也被很好地分辨出来，显然在投影中几乎是侧对着的。这一长弧与星系边缘相交的偶然组合为我们提供了一个机会，可以对该星系的透镜效应施加相对较强的约束。我们可以使用观测到的属于星系的像素来模拟恒星透镜效应的贡献，在2D中，我们添加了一个标准的参数化暗晕组件。不管参数的详细选择，我们得到的总质量约为3E 11 Msun。根据暗晕的参数，恒星对暗晕的贡献被限制在5- 15 E10 Msun或总质量的20- 50%之间，这与根据测光计算的独立恒星质量很好地一致，对于Chabrier IMF为5E 10 Msun，对于Salpeter IMF为8 E10 Msun。DM晕的长轴被限制为几乎垂直于星系平面，在大约15度的范围内，椭圆率e=015，对应于轴比a/c=0.54。我们表明，这些结论是非常弱的依赖于集群的模型，或邻近星系或透镜源的属性的额外影响。另一种引力理论的径向依赖性被修改，以避免需要DM的挑战，这一发现，因为一般这些必须绑定到重子组件，在这里是一个恒星盘取向几乎正交的透镜图像偏转。
2014-09-04 astro-ph.CO
A Cosmic Coincidence: The Power-Law Galaxy Correlation Function
我们模拟了星系团在宇宙时间内的演化，研究了星系两点关联函数xi（r）的幂律形状的本质。从幂律方程得到的结果主要是由小尺度上的星系对计数决定的，服从于非线性动力学。我们假设，星系内的暗物质晕和subhalos和使用半解析子结构演化模型研究subhalo人口内的主机晕。我们发现，潮汐质量损失，在较小的程度上，动力学摩擦消耗的数量subhalos随着时间的推移在较大的主机晕的~ 90%，刚刚好的量为实现幂律xi（r）在z = 0。我们发现xi（r）在高质量时打破了幂律，这意味着只有光度<= Lstar的星系才应该表现出幂律成团。我们还证明了xi（r）的演化从远离幂律在高红移，向近幂律在z = 0和偏离未来。这主要是由日晕吸积和破坏速率之间的竞争引起的，它们恰好在z~0处达到平衡。我们发现，决定xi（r）形状的关键成分是卫星星系的比例，孤立星系的晕和平均包含一个卫星的晕之间的质量相对差异，以及宿主星系的晕的稀有性。这些部分是相互交织的，我们找不到一个简单的，普遍的规则，幂律xi（r）将发生。然而，我们确实表明，负责设置星系晕内容的物理学并不关心实现幂律xi（r）所需的条件，这些条件仅在狭窄的质量和红移范围内满足。我们的结论是，幂律性质的xi（r）的L星和暗星系样品在低红移是一个宇宙巧合。（节录）
2011-06-02 astro-ph.CO
On the influence of high energy electron populations on metal abundance estimates in galaxy groups and clusters
谱线发射率通常是按麦克斯韦电子分布计算的。但是，许多关于星系群和星系团以及日冕的理论工作都建议考虑修改麦克斯韦电子分布函数，以适应观测到的X射线光谱。在这里，我们研究的影响，高能量的电子种群测量的金属丰度。Prokhorov等人（2009）在论文中提出的一种通用方法用于计算修正麦克斯韦分布的线发射率。我们研究金属丰度的星系群和星系团的硬X射线过量发射观察。我们发现，修改麦克斯韦分布的氩丰度减少HCG 62组，铁丰度减少半人马座集群和氧丰度减少太阳日冕相对于麦克斯韦分布的情况下。因此，金属丰度测量是一个有前途的工具，以测试高能电子种群的存在。
2009-10-09 astro-ph.CO
Galaxy cluster lensing masses in modified lensing potentials
我们在直接修正透镜势的引力理论中，确定了从CLASH巡天中选出的19个X射线星系团星系团的浓度-质量关系。我们模拟集群的NFW晕和适合他们的透镜信号，在立方Galileon和非局部重力模型，透镜会聚配置文件的集群。我们讨论了一些重要的问题，需要考虑到，与使用非参数和参数透镜的方法，以及假设的背景宇宙学。我们的结果表明，在修正的重力模型的浓度和质量的估计，在误差范围内，在$Λ$ CDM相同。这一结果表明，对于非定域模型，引力修正在星系团红移处太弱，而对于Galileon模型，屏蔽机制在星系团半径内是非常有效的。然而，在距离$\sim \left[2-20\right] {\rm Mpc}/h$从集群中心，我们发现，周围的力的配置文件是由$\sim20-40\%$在立方伽利略模型增强。这对动力学质量的估计有影响，这意味着基于透镜和动力学质量之间比较的引力测试也可以应用于立方伽利略模型。
2015-05-13 astro-ph.CO
Probing Modified Gravity with Integrated Sachs-Wolfe CMB and Galaxy Cross-correlations
利用积分萨克斯-沃尔夫（ISW）效应在宇宙微波背景（CMB）、温度各向异性和星系涨落中的互相关功率谱，探讨了宇宙晚期加速的物理机制.为此，我们专注于三个模型的暗能量，属于一个子类的Horndeski理论与重力的速度相当于光：伽利略幽灵凝聚（GGC），广义立方协变伽利略（GCCG），和K-mouflage。在GGC和GCCG模型中，由于存在n阶标量自相互作用，有可能实现负的ISW-星系互相关，而K-模型预测的是与$Λ$ -冷暗物质（LCDM）模型相似的正相关。在我们的分析中，我们将每个模型的参数固定到它们的最佳拟合值，这些最佳拟合值来自于CMB、重子声学振荡和Ia型超新星的观测数据的基线似然分析。然后，我们将这些最佳拟合模型拟合到从光度红移测量集合中提取的ISW-星系互相关功率谱。我们发现GGC和GCCG最佳拟合模型与LCDM最佳拟合模型相比降低了对ISW-星系互相关数据的拟合。这是由于这样一个事实，即，对于他们的最佳拟合值约束的基线似然，的三阶标量自相互作用引起抑制ISW尾巴相对于$Λ$ CDM。K-mouflage最佳拟合模型与LCDM最佳拟合模型在很大程度上退化，并且具有接近LCDM的正相关ISW星系功率。
2022-09-06 astro-ph.CO
Forecasted constraints on modified gravity from Sunyaev Zel'dovich tomography
观测宇宙学已经成为检验广义相对论的重要实验室，对修正引力的研究构成了现有和未来调查的重要科学案例。在本文中，我们说明了如何未来的测量宇宙微波背景（CMB）的温度和偏振各向异性可以与大型星系调查相结合，以提高约束修改重力使用技术的Sunyaev Zel'dovich（SZ）层析成像。SZ层析成像利用SZ对小角尺度CMB的动力学/极化贡献与星系红移测量中测量的结构分布之间的相关性来重建远程偶极场和四极场，例如在整个宇宙中观察到的CMB偶极场和四极场。我们计算一类修改重力的远程偶极和四极场的效果，说明这些可观的结合了一些现有的探测器的理想功能。然后，我们进行了一个费舍尔预测的约束下一代CMB实验和星系调查的两个参数类的重力修改。通过将信息从重建的远程偶极和四极场，我们发现，它是可能的，以提高该模型的约束条件的一个因素的$\sim 2$超出了可能与单独的星系调查。我们的结论是，SZ层析成像是一种很有前途的方法，用于测试重力与未来的宇宙学数据集。
2019-08-07 astro-ph.CO
Modified Gravity and Large Scale Flows, a Review
自从40年前星系尺度关系出现以来，大尺度流动一直是宇宙学的一个具有挑战性的特征。下一代的巡天将对标准宇宙学进行严格的检验。
2016-12-31 astro-ph.CO
Using the Modified Nearest Neighbor Method to Correct Fiber-collision Effects on Galaxy Clustering
光纤碰撞是现代光谱星系巡天观测中一直面临的问题。在这项工作中，我们提出了一种新的方法来纠正这种不期望的效果，集中在从光纤碰撞规模到$\lesssim 10 \rm Mpc\,h^{-1}$的聚类。我们假设，纤维碰撞星系与它们最近的三个角邻居。与传统的最近邻方法相比，我们已经适当地占前景（背景）星系与前景（背景）宇宙网相对于最近邻。我们已经测试了新的方法与模拟目录的斯隆数字巡天（SDSS）数据发布7（DR 7）。实验结果表明，该方法在小尺度（小于光纤碰撞尺度）到中等尺度（即，小于光纤碰撞尺度）的情况下，可以恢复出精度优于1%的投影两点关联函数。$10 \rm Mpc\,h^{-1}$）缩放，其中光纤碰撞生效并且SDSS主样本可以探测。新方法也给出了一个更好的恢复的红移空间关联函数几乎在所有的尺度上，我们感兴趣的。
2019-02-17 astro-ph.CO
Weak Lensing Magnification Reconstruction with the Modified Internal Linear Combination Method
测量微弱的透镜宇宙放大率信号是非常具有挑战性的，因为在观测到的星系分布中有压倒性的内在聚集。在本文中，我们修改的内部线性组合（ILC）的方法来重建的透镜信号与一个额外的约束，以抑制本征聚类。为了量化的性能，我们构建了一个现实的星系目录LSST一样的测光调查，覆盖$20\,000\ °^2$与平均源红移在$z_s\sim 1$。我们发现，重建性能取决于我们选择的photo-z仓的宽度。由于透镜信号和源星系分布之间的相关性，导出的信号具有较小的系统偏差，但对于较窄的光z仓具有较大的统计不确定性。我们的结论是，与改进的ILC方法的透镜信号重建是无偏的统计不确定性$<5\%$的bin宽度$Δz^P = 0.2$。
2021-10-22 astro-ph.CO
Optimising Spectroscopic and Photometric Galaxy Surveys: Same-sky Benefits for Dark Energy and Modified Gravity
多个宇宙学探测器的组合可以产生比任何单个探测器更严格的宇宙学参数测量。我们研究的组合，两个高度相关的探针的后期结构的增长：（一）弱引力透镜的测光红移和（ii）星系集群和红移空间扭曲的调查与光谱红移。我们选择通用的调查设计，使我们的结果适用于一系列当前和未来的光度红移（如KiDS，DES，HSC，欧几里得）和光谱红移（如DESI，4MOST，Sumire）调查。将这些观测结合起来，可以大大提高它们测量暗能量和修正引力的能力。一个独立的，非重叠的组合看到一个暗能量品质因数比任何一个单独的调查产生的大4倍以上。调查之间的强大协同作用是最强的修正重力，其中它们的约束是正交的，产生一个非重叠的联合品质因数比任何一个单独的大近2个数量级。我们的投影角功率谱的形式主义，使它很容易模型的互相关观测时，调查重叠的天空，产生一个联合数据向量和完整的协方差矩阵。我们计算出一个相同的天空改善因子，从列入这些互相关，相对于非重叠的调查。我们发现暗能量的因子接近4，而修正引力的因子超过2。准确的预测价值和同天效益可能会受到一系列预测假设的根本影响，我们在敏感性分析中有条不紊地探索了这些假设。我们表明，我们的基准假设产生强大的结果，给出了一个很好的平均图片的科学回报相结合的光度和光谱调查。
2013-07-30 astro-ph.CO
Modified Dark Matter in Galaxies and Galaxy Clusters
修正的暗物质（Modified Dark Matter，MDM）是一个受引力热力学启发的暗物质唯象模型，它自然地解释了在银河系自转曲线数据中观察到的宇宙加速常数;与宇宙学常数$Λ$相关的临界加速度是MDM的唯象表现。我们表明，由此产生的质量配置文件，这是敏感的$Λ$，是一致的，在银河系和星系团尺度的观测。我们的研究结果表明，暗物质质量分布包含的信息，宇宙学常数在一个非平凡的方式。
2017-12-30 astro-ph.CO hep-ph hep-th
On the impact of empirical and theoretical star formation laws on galaxy formation
我们调查的后果，应用不同的恒星形成法律的星系形成模型GALFORM。三个广泛的恒星形成定律的实施：经验关系的Kennicutt和施密特和闪电和Rosolowsky和理论模型的Krumholz，McKee和Tumlinson。这些定律没有自由参数，一旦校准对恒星形成率（SFR）和气体表面密度在附近星系的观察。我们从公布的模型，并调查哪些观测值是敏感的恒星形成规律的变化，而不改变任何其他模型参数。结果表明，改变恒星形成定律（i）对宇宙的恒星形成历史和光学及近红外波段的星系光度函数都没有显著影响，这是由于恒星形成的静态模式和爆发模式之间的有效平衡;（ii）对星系的冷气含量有很大影响;（iii）改变了星系在SFR与恒星质量平面的位置，因此除了已知的“活动”序列之外，还出现了第二个“被动”星系序列。我们表明，这个平面可以用来区分恒星形成的法律。
2011-06-01 astro-ph.CO
Modified Cosmology or Modified Galaxy Astrophysics is Driving the z>6 JWST Results? CMB Experiments can discover the Origin in the Near Future
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
研究通过CMB实验分析高红移JWST观测结果，探讨宇宙学模型与星系天文学修改对弱透镜和kSZ信号的影响，以确定驱动观测的物理过程。
2026-02-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Modeling galaxy clustering on small scales to tighten constraints on dark energy and modified gravity
我们提出了一种新的方法来测量宇宙膨胀的历史和大尺度结构的增长率使用各向异性的二维星系关联函数（2DCF）测量数据;它利用了来自数值模拟的小尺度星系团的经验模型。（2013）。我们使用模拟目录验证这种方法，然后将其应用到分析的CMASS样本从斯隆数字巡天数据发布10（DR 10）的重子振荡光谱调查（BOSS）。我们发现，这种方法能够准确和精确地测量宇宙膨胀历史和大尺度结构的生长速率。在16 ~ 144 Mpc/h的尺度范围内，我们对2DCF进行了充分考虑非线性效应和红移空间畸变（RSD）的模拟，发现H（0.57）rs（z_d）/c=0.0459 +/- 0.0006，DA（0.57）/rs（z_d）=9.011 +/- 0.073，f_g（0.57）σ_8（0.57）=0.476 +/- 0.050，分别对应于1.3%、0.8%和10.5%的精密度。定义r_s（z_d）为拖曳期的声视界，f_g（z）为红移z处的增长率，σ_8（z）为z处8 Mpc/h尺度的物质功率谱归一化。我们发现忽略小尺度信息会大大削弱对H（z）和DA（z）的约束，并导致f_g（z）的有偏估计。我们的研究结果表明，我们可以显着收紧暗能量和修改重力可靠地模拟小规模的星系集群的约束。
2016-10-10 astro-ph.CO
A first attempt to differentiate between modified gravity and modified inertia with galaxy rotation curves
修正牛顿动力学（MOND）在星系尺度上的现象学可能指向修正重力（MG）或修正惯性（MI）的更基本的理论。在本文中，我们测试的适用性的全球深MOND参数$Q$预测MG和MI理论之间的$10\%$水平变化。利用盘星系的模拟观测分析模型，我们研究了几个观测不确定性，建立了一套实际星系的质量要求，并在确定$Q$中得到系统修正。实施我们的质量要求，以获得$15$星系，这是足够接近的深MOND制度，以及有足够的扩展和采样的旋转曲线。对于这些星系，$Q$的平均值和中值似乎有利于MG理论，尽管MG和MI的预测与$1.5σ$中的数据一致。通过对极低表面亮度星系的重要样本进行扩展和精细采样的旋转曲线测量，可以提高测定$Q$的精度。
2020-01-10 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Constraints on modified gravity from the BOSS galaxy survey
本文利用BOSS DR12星系功率谱和有效场论对标度无关修正引力进行约束，通过贝叶斯因子处理nDGP参数与涨落振幅的简并问题，最终在95%置信水平下给出Ω_rc ≲ 0.2的上限。
2023-03-19 astro-ph.CO
Can galaxy clusters, type Ia supernovae and cosmic microwave background rule out a class of modified gravity theories?
在本文中，我们研究的宇宙学签名的修改后的引力理论，可以写为一个额外的标量场和电磁部分的物质场通常的拉格朗日之间的耦合。在这些框架中，理论的所有电磁部分都受到影响，基本常数、宇宙距离对偶关系和宇宙微波背景辐射（CMB）演化规律的变化都是预期的，并且相互关联。为了寻找这些变化，我们进行联合分析与星系团的角直径距离，Ia型超新星的光度距离和$T_{CMB}(z)$测量。我们得到严格的约束，没有违反标准框架的迹象。
2016-10-31 astro-ph.CO gr-qc
Testing Modified Dark Matter with Galaxy Clusters: Does Dark Matter know about the Cosmological Constant?
我们讨论的可能性，冷暗物质的质量分布包含信息的宇宙学常数，这样的信息约束冷暗物质（CDM）的性质。我们称这种方法为修正的暗物质（MDM）。特别是，我们研究的能力MDM解释观测到的质量分布的13个星系团。从引力热力学的一般参数，我们提供了一个理论上的理由，我们的MDM质量配置文件，并成功地比较它的NFW质量配置文件在集群和星系尺度。我们的研究结果表明，CDM质量分布确实包含信息的宇宙学常数在一个非平凡的方式。
2016-01-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Galaxy Cluster A1689 in Modified MOND, MOG and Emergent Gravity
我们在两个修改后的MOND框架（EMOND和我们所说的广义MOND或GMOND）的集群A1689模型的目的是确定是否有可能解释推断的加速度分布，从引力透镜，没有援助的暗物质。我们还将我们的结果与MOG/STVG和涌现引力的预测进行了比较。利用重子质量模型，我们确定了由修正的引力方程预测的总引力加速度，并将结果与文献中A1689的暗物质的NFW剖面进行了比较.理论参数推断经验，与以前的工作的帮助。我们能够重现GMOND，EMOND和MOG所需的A1689加速度曲线，但不能重现Emergent Gravity。还有更多的工作需要进行关于了解如何GMOND参数在不同的环境中的行为。此外，我们表明，准确的重子剖面变得非常重要时，进行修改的重力模型，而不是ΛCDM。
2017-03-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Giant low-surface-brightness dwarf galaxy as a test bench for MOdified Gravity
由于无法探测到超对称粒子，人们开始寻找其他途径来解释暗物质的效应。其中，修正的引力理论可能发挥重要作用，甚至可以解释标准宇宙学模型中所需的两个暗分量。标量-张量-矢量引力理论被提出来解决暗物质之谜。这种改进的引力模型在弱场极限下引入了对牛顿势的Yukawa修正，能够解释星系和星系团尺度下的大部分暗物质现象。然而，当研究被认为是暗物质占主导地位的系统时，如矮星系，会出现一些不一致的地方。在这个意义上，Antlia II是一个极度弥散的星系，最近在{ \em Gaia}的第二次数据发布中被发现，可能有助于探索上述理论，反对调用暗物质的需要。我们的分析显示了几个不一致的地方，并导致争论，修改后的引力可能无法揭示暗物质的迷人本质。
2020-02-18 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Thermodynamics of apparent horizon in modified FRW universe with power-law corrected entropy
我们导出了修正的Friedmann方程，它对应于由视界内外量子场纠缠激发的幂律修正的熵-面积关系$S_{\rm A}=\frac{A}{4}[1-K_α A^{1-\fracα{2}}]$。我们考虑了一个非平坦的修正FRW宇宙，其中包含一个粘性暗能量与暗物质和辐射的相互作用。对于选定的模型，我们研究了熵的幂律修正项对暗能量动力学的影响。此外，我们还考察了引力热力学广义第二定律在视视界上的有效性，得出了广义第二定律对$α<2$是成立的结论。
2011-08-20 astro-ph.CO gr-qc physics.gen-ph
Splashback in galaxy clusters as a probe of cosmic expansion and gravity
回溅半径是暗物质晕中的一个物理尺度，由最近吸积的壳层的引力动力学设定。我们使用解析模型和N体模拟来研究回溅对暗能量的依赖性，并筛选了修正的引力理论。在改进的重力模型中，从屏蔽区到非屏蔽区的过渡通常发生在星团外围，这表明在回溅特征中可能存在可观察到的特征。我们研究了在变色龙和Vainshtein筛选模型中回溅的位置，并发现与$Λ$ CDM预测相比有显着差异。我们还发现了一个有趣的动力学摩擦和修改后的重力之间的相互作用，提供了一个独特的签名修改后的重力模型在作为星系光度的函数的回溅功能的行为。
2018-06-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Simulating galaxy formation in f(R) modified gravity: Matter, halo, and galaxy-statistics
我们提出了一个分析的物质，晕和星系团在$f(R)$ -引力采用SHYBONE全物理流体动力学模拟套件。我们的分析重点是物质功率谱中重子反馈和$f(R)$ -重力之间的相互作用、物质和晕的关联函数、晕和星系-宿主-晕质量函数、次晕和卫星-星系计数以及模拟中恒星的关联函数。我们对$f(R)$ -引力中物质功率谱的全物理模拟研究表明，在包含重子效应的$f(R)$ -引力中，很难导出精确的功率谱增强拟合公式。我们发现，由于$f(R)$ -重力和其抑制由于反馈效应的晕质量函数的增强不显示显着的反反应效应，因此可以估计从独立的GR-氢和$f(R)$暗物质只模拟。我们的模拟还表明，每个晕的subhalos和卫星星系的数量是不显着的影响$f(R)$ -重力。低质量的晕更有可能是由星系在$f(R)$ -引力中填充的。与标准宇宙学相比，这抑制了理论中恒星的聚集和星系的关联函数。
2019-09-23 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on $f(R)$ and nDGP Modified Gravity Model Parameters with Cluster Abundances and Galaxy Clustering
我们提出预测宇宙学的限制，从西蒙斯天文台的星系团丰度的组合测量和星系团从两个研究良好的修改后的重力模型，变色龙屏蔽$f(R)$胡-Sawicki模型和ndGP braneworld Vainshtein模型的类人猿实验。Fisher分析使用$σ_8$约束来自热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）选定的星系团，以及线性和轻度非线性红移空间2点星系相关函数。我们发现星系团丰度是nDGP模型约束的驱动因素，而星系团簇则是$f(R)$约束的驱动因素。宇宙引力场的两个示踪剂被发现是互补的，它们的组合显着改善了对$f(R)$的约束，特别是在每个单独的示踪剂相比。对于具有$\text{log}_{10}(f_{R0})=-6$和$n=1$的$f(R)$的基准模型，我们发现了$σ(\text{log}_{10}(f_{R0}))=0.48$和$σ(n)=2.3$的组合约束，而对于具有$n_{\text{nDGP}}=1$的nDGP模型，我们发现了$σ(n_{\text{nDGP}})=0.087$。在一个广义相对论（GR）模型下，我们发现$f(R)$的$95\%$置信上限为$f_{R0}\leq5.68\times 10^{-7}$ .我们的研究结果提出了令人兴奋的潜力，利用即将到来的星系和CMB的调查数据，在不久的将来辨别和/或约束宇宙偏离GR。
2022-01-04 astro-ph.CO gr-qc
Galaxy Cluster Statistics in Modified Gravity Cosmologies
如果宇宙的加速膨胀是由于后期对广义相对论的修正，那么大尺度结构的增长也可能显示出与标准宇宙学的偏差。我们研究了星系团大小的晕的统计分布，作为引力探测的一种手段。我们分析了几个匹配的N体模拟的输出相同的初始条件和膨胀的历史，但使用DGP和f（R）重力与各种参数。从每个模拟中，我们提取的集群质量函数，功率谱，和平均成对的速度在红移1，0.3和0。所有这三个统计数据都显示了引力理论之间的系统差异。平均成对速度提供了一个重要的一致性测试，任何假设偏离广义相对论建议的测量功率谱和集群质量函数。即将进行的微波背景实验，包括西蒙斯天文台和CMB- S4，将通过热Sunyaev-Zeldovich效应探测数万个星系团，用微波背景的透镜探测它们的质量，并可能使用横向透镜效应或运动学Sunyaev-Zeldovich效应测量速度。这些星团测量有望成为修正引力的一个重要探测器。
2022-05-25 astro-ph.CO gr-qc
Galactic Clustering Under Power-law Modified Newtonian Potential
我们估计星系集群下修改的引力势。特别是，由于幂律和宇宙学常数项，引力势能发生了变化。我们导出了在这种修正的引力势下相互作用的星系系统的正则配分函数。此外，我们还计算了系统的各种物理状态方程。为了强调修正对系统热力学的影响，我们进行了对比分析。有趣的是，化学量的修改仅嵌入在聚类参数中。
2021-06-12 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Galaxy formation in modified gravity -- II. galaxy halo connection and assembly bias
Durham University（杜伦大学）
利用f(R)引力流体模拟生成的ELG和LRG星表，研究修正引力对星系-晕连接和组装偏倚的影响，发现仅依赖晕质量的HOD模型低估了星系成团性，而引入环境密度作为第二变量可将组装偏倚效应降至2-3%。
2026-08-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Modified gravity as a common cause for cosmic acceleration and flat galaxy rotation curves
平坦的星系旋转曲线和加速的宇宙都意味着临界加速度的存在，这在两种情况下是相同的数量级，尽管银河系和宇宙的长度尺度有很大的不同。然而，人们习惯于用引力束缚的暗物质来解释银河系加速，用“排斥”的暗能量来解释宇宙加速。相反，旋转曲线的平坦性和宇宙的加速度是否有共同的原因呢？在这篇文章中，我们提出了一个修正的引力理论。通过将该理论应用于星系尺度，我们证明了没有暗物质的平坦旋转曲线，并通过将其应用于宇宙学尺度，我们证明了没有暗能量的宇宙加速。
2012-07-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Galaxy rotation curves in modified gravity models
在这项工作中，我们调查的可能性，星系旋转曲线可以解释的框架内修改后的引力模型，引入汤川项的引力势。我们包括了暗物质，并假设第五力与暗物质和重子的耦合方式不同。我们的目标是使用来自SPARC目录的一组40条星系旋转曲线数据来约束修改后的重力参数$β$和$λ$，即汤川第五力的强度和范围。我们包括重子气体，磁盘和隆起的组件，随着一个NFW晕的暗物质。每个星系的旋转曲线除了两个整体Yukawa参数外，还用三个自由参数建模。我们发现，包括Yukawa长期改善$χ^2$从$680.75$到$536.23$的$655$自由度。作为全球最佳拟合，我们得到的$β= 0.34\pm0.04$和$λ= 5.61\pm0.91$ kpc和暗物质含量平均比没有汤川项小20\%。贝叶斯证据支持NFW配置文件加上汤川项是高于8 $σ$的标准重力参数化。
2019-07-30 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Genetically modified halos: towards controlled experiments in $Λ$CDM galaxy formation
我们提出了一种方法来产生“遗传修改”（GM）的初始条件，高分辨率的宇宙学背景下的星系形成模拟。基于Hoffman-Ribak算法，我们从具有完全随机初始条件的参考模拟开始，然后对单个光环的特定属性（例如其质量和合并历史）进行控制性更改。该算法对光环及其环境的其他属性进行了最小的更改，使我们能够隔离给定修改的影响。作为对以前工作的重大改进，我们能够计算相对于参考模拟的结果对象的丰度。我们的方法可以应用于广泛的宇宙结构和时代，在这里，我们研究两个问题作为一个概念证明。首先，我们调查的密度分布和浓度的变化作为崩溃时间的三个单独的晕是不同的固定的最终质量，显示出良好的协议与以前的统计研究，使用大型模拟套件。其次，我们修改了晕的$z=0$质量，以表明我们的理论丰度计算正确地恢复晕质量函数。结果表明，该技术是强大的，开辟了一条道路，在星系形成控制实验中使用流体动力学变焦模拟。
2015-10-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Distinct radial acceleration relations of galaxies and galaxy clusters supports hyperconical modified gravity
Complutense University of Madrid（马德里康普顿斯大学）；Scottish Universities Physics Alliance, University of Saint Andrews（苏格兰大学物理联盟，圣安德鲁斯大学）
本文通过分析 HIFLUGCS 星系团和 SPARC 星系旋转曲线的径向加速度关系，发现超锥形修正引力模型仅需一两个参数即可拟合大多数观测，为宇宙尺度上的广义相对论修正提供了新支持。
2024-06-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Exploring velocity dispersion anisotropy in a dark matter dominated ultra-diffuse galaxy with modified gravity models
本文以NFW暗物质为参照，用MOND、$f(R)$和RGGR模型并结合各向同性、常数及Osipkov-Merritt各向异性，拟合UDG DF44的速度弥散，发现MOND与RGGR最具竞争力。
2024-12-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Modelling Void Abundance in Modified Gravity
在广义相对论以及修正引力的f（R）和Wavelon模型的背景下，我们使用了一个球形模型和一个扩展的漂移集形式主义（extended excursion set formalism with driving diffusive barriers）来预测宇宙空洞的丰度。我们检测球形空洞从一套N体模拟这些引力理论和比较测得的空洞丰度理论预测。我们发现，我们的模型正确地描述了丰富的暗物质和星系空洞，提供了一个更好的拟合比以前的建议，在文献中的基础上静态障碍。我们使用模拟丰度结果来拟合丰度模型自由参数作为修改后的重力参数的函数，并表明暗物质空隙的计数可以提供有趣的约束修改后的重力。对于星系空洞，更密切相关的光学观测，我们发现，约束修改重力从空洞丰度单独可能是更具挑战性的。在目前和即将进行的星系调查的背景下，空洞和晕统计数据，包括其丰度，配置文件和相关性的组合，应有效地区分显示不同的筛选机制的修改后的重力模型。
2016-09-08 astro-ph.CO gr-qc
Testing Gravity on Cosmological Scales: Theoretical Predictions with the COLA Method
第四阶段星系巡天的主要目标之一是在宇宙尺度上限制引力。为此，在结构形成的非线性区域中进行准确的理论预测以最大化科学回报至关重要。由于COLA模拟，这是一种近似的和更快的替代全$N$体模拟的方法，因此可以以相对较低的计算成本实现。在这篇论文中，我们集中在两个修改的引力理论，$f(R)$和nDGP，并提出了一个分析如何COLA模拟可以结合经验模型的星系晕连接，以产生现实的模拟星系目录在修改的重力。然后，我们使用由此产生的星系目录研究的影响修改后的重力和验证COLA模拟的几个探头的大尺度结构，如星系功率谱，双谱和空星系交叉关联函数。最后，我们提出了COLA方法，用于将宇宙学仿真器扩展到修改的引力理论，并通过训练物质功率谱的nDGP提升因子的仿真器来展示其潜力，即，nDGP引力谱与广义相对论引力谱之比。
2023-03-10 astro-ph.CO gr-qc
