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
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
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
Modeling the nonlinear clustering in modified gravity models I: A fitting formula for matter power spectrum of f(R) gravity
基于一组具有不同模型参数和宇宙学参数的Hu-Sawicki引力模型的N体模拟，我们发展了一个计算Hu-Sawicki模型的非线性物质功率谱P（k）的新拟合公式，并编制了数值程序MGHalofit.我们比较了不同红移（z<=1）下的MGHalofit预测和f（R）模拟，发现P（k）在k<1 h/Mpc和1<k<10 h/Mpc下的准确度分别为6%和12%。基于一个正在进行的和未来的光谱调查的灵敏度研究，我们估计的可探测性的信号的修改后的重力所描述的胡-Sawicki模型使用的功率谱准非线性尺度。MGHalofit可在http://icosmology.info/website/MGHalofit.html上公开获得。
2014-02-16 astro-ph.CO
Modelling the nonlinear matter power spectrum in Hu-Sawicki $f(R)$ gravity with the Web-Halo Model
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；CSST Science Center for the Guangdong-Hongkong-Macau Greater Bay Area, Sun Yat-sen University（中山大学粤港澳大湾区嫦娥科学中心）
该研究扩展Web-晕模型至Hu-Sawicki $f(R)$引力，通过轴对称椭球窗口改进模型，预测的非线性物质功率谱与e-MANTIS模拟器结果相符，为追踪屏蔽修正引力效应提供了可解释框架。
2026-08-18 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
Forecasting the Constraint on the Hu-Sawicki $f(R)$ Modified Gravity in the CSST $3\times2$pt Photometric Survey
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Science Center for China Space Station Telescope, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台中国空间站望远镜科学中心）；Department of Physics, College of Sciences, Northeastern University（东北大学理学院物理系）；Centre for High Energy Physics, Peking University（北京大学高能物理研究中心）；State Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology（射电天文与技术国家重点实验室）
中国空间站巡天望远镜3×2pt光度巡天通过模拟数据预测Hu-Sawicki f(R)修正引力模型的限制，结果显示该巡天能提供严格测试。
2025-12-12 astro-ph.CO
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
Can $f(R)$ gravity relieve $H_0$ and $σ_8$ tensions?
为了研究$f(R)$引力是否可以缓解当前的$H_0$和$σ_8$张力，我们用普朗克-2018宇宙微波背景和红移空间畸变观测来约束Hu-Sawicki $f(R)$引力。我们发现这个模型不能同时消除$H_0$和$σ_8$张力，并且它的两个典型参数$\log_{10}f_{R0}$和$n$对其他宇宙学参数不敏感.结合宇宙微波背景、重子声振荡、Ia型超新星、宇宙计时器和红移空间畸变观测，给出了在$2σ$置信水平下的最佳约束$\log_{10}f_{R0}<-6.75$。
2021-05-19 astro-ph.CO gr-qc
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
Intensity mapping of post-reionization 21-cm signal and its cross-correlations as a probe of $f(R)$ gravity
我们建议从后再电离时代的红移HI 21厘米信号的强度映射作为宇宙学探测的$f(R)$引力。我们考虑了具有单参数$f_{,R0}$的$f(R)$重力模型的Hu-Sawicki类。重力的$f(R)$修正通过密度波动增长率的变化影响再电离后的$21$ -cm功率谱。我们发现，用SKA 1-Mid射电望远镜进行的射电干涉观测与星系弱透镜和$α$森林的自相关和互相关可以区分$f(R)$模型和$LCDM$宇宙学，其精度可以与其它$f(R)$引力探测器相媲美。
2022-10-16 astro-ph.CO gr-qc
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
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
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
$\texttt{fRevolution}$ $-$ 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
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
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
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
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
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
Testing the $Λ$CDM paradigm with growth rate data and machine learning
宇宙学常数$Λ$和冷暗物质（CDM）模型（$Λ\text{CDM}$）是现代宇宙学的支柱之一，被当前和未来的研究广泛用作事实上的理论模型。由于暗能量的性质是非常难以捉摸的，为了避免模型偏差的问题，在这里，我们提出了一种新的零测试在微扰水平，使用的增长的物质微扰数据，以评估和谐模型。我们分析了如何准确的零测试可以重建使用数据从即将到来的调查创建模拟目录的基础上$Λ\text{CDM}$和三个模型，显示不同的演变的物质扰动，即暗能量模型与常数状态方程$w$（$w$ CDM）、Hu \& Sawicki和设计师$f(R)$模型，我们用一种叫做遗传算法的机器学习技术来重建它们。我们表明，与未来的LSST模拟数据，我们的一致性测试将能够排除这些可行的宇宙模型在超过5 $σ$，有助于检查数据中的紧张局势，并减轻现有的紧张局势的振幅的物质波动$S_8=σ_8\left(Ω_m/0.3\right)^{0.5}$。
2021-07-09 astro-ph.CO gr-qc
Testing Dark energy models in the light of $σ_8$ tension
指出在$σ_8-Ω_m$测量中存在着CMB和LSS观测之间的张力。在本文中，我们表明$σ_8-Ω_m$观测可以用来检验暗能量理论。本文研究了两个模型：（1）$f(R)$引力的Hu-Sawicki（HS）模型和（2）动力学暗能量（DDE）的Chavallier-Polarski-Linder（CPL）参数化，这两个模型都满足超新星的约束条件。我们计算$σ_8$与这些模型的参数一致。我们发现，在$σ_8$中，普朗克CMB和大尺度结构（LSS）观测之间的张力（1）在HS模型中加剧，（2）在DDE模型中有所缓解。我们说明的重要性的$σ_8$测量测试修改后的重力模型。修改后的引力模型改变了团簇尺度上的物质功率谱，这也取决于中微子质量。给出了HS和DDE模型中中微子质量的束缚。
2018-04-19 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
Testing gravity with the full-shape galaxy power spectrum: first constraints on scale-dependent modified gravity
本研究首次利用星系全形状功率谱约束尺度依赖修改引力理论，基于BOSS DR12等数据得到Hu-Sawicki模型参数的置信上限，并指出未来巡天难以显著提升该约束精度。
2025-01-15 astro-ph.CO gr-qc
Testing gravity with the cosmic microwave background: constraints on modified gravity with two tensorial degrees of freedom
我们提供了一个修正引力的宇宙学检验与两个张量自由度和没有额外的传播标量模式。我们考虑的引力理论承认一个宇宙学模型，它在背景演化的水平上与$Λ$ CDM模型是不可区分的。该模型有一个单一的修改重力参数$β$，其效果可以看出，在线性扰动，虽然没有额外的标量模式传播。使用修改后的玻尔兹曼代码，将本模型，我们得到的约束$-0.047 < β< -0.028$在68 $\%$置信度从普朗克CMB数据。由于我们的修正引力模型几乎不受太阳系实验和引力波传播的约束，我们的结果提供了对该模型的第一个观测检验。
2022-08-31 astro-ph.CO gr-qc
Generalized framework for testing gravity with gravitational-wave propagation. I. Formulation
直接探测到来自并合双黑洞和中子星的引力波（GW）标志着引力物理学新时代的开始，也为检验引力理论带来了新的机会。为此，关键是要以一种与模型无关的方式寻找对广义相对论的异常偏离，而不考虑引力理论、GW源和背景时空。本文基于描述宇宙尺度下引力修正的有效场论中引力波的广义传播，提出了一种新的引力波检验框架。然后，我们进行了参数估计研究，显示如何以及未来的观察GW可以约束模型参数的广义模型GW传播。
2018-04-20 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
Testing $f(R)$ Gravity from Cosmic Shear Measurements
本研究利用DES-Y3、KiDS-1000和HSC-Y3宇宙剪切数据及FREmu仿真器约束Hu-Sawicki f(R)引力模型，结合外部数据将参数上限提升至95%置信水平下的-4.98。
2025-10-10 astro-ph.CO gr-qc
Testing $F(Q)$ gravity with redshift space distortions
利用红移空间畸变数据进行贝叶斯统计分析，以检验引力非度量的对称遥平行引力模型。宇宙学背景模拟了$Λ$ CDM演化，但在扰动中出现了差异。线性物质波动的数值演化和结构的增长率的研究进行了分析，在这个宇宙学设置。最佳拟合参数表明，在此框架内，普朗克和大尺度结构数据之间的$σ_8$张力可以得到缓解。
2020-04-16 astro-ph.CO gr-qc
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
Testing gravity with cosmic variance-limited pulsar timing array correlations
本文提出利用无实验噪声、仅受宇宙方差限制的PTA角功率谱多极矩测量，以在纳赫兹频段清晰区分广义相对论与替代引力理论。
2024-05-22 astro-ph.CO gr-qc
Testing an Ansatz for the Leading Secular Loop Corrections from Quantum Gravity during Inflation
人们普遍认为，由量子引力引起的长期环修正可以被纳入坐标重定义中。因此，对任何量的表观红外对数修正，都只是取引力子真空中的树序量在变换坐标下的期望值的结果。我们称之为变换Ancestor，我们比较它的预测对明确的一个循环计算麦克斯韦+爱因斯坦和狄拉克+爱因斯坦德西特背景。在每一种情况下，锚都失败了。
2016-09-30 astro-ph.CO gr-qc
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
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
Testing f(R) gravity models with quasar X-ray and UV fluxes
最近，活动星系核（AGN）被认为是可测量的蜡烛，这要归功于观测到的活动星系核的X射线和紫外光（UV）光度之间的非线性关系，这提供了一个独立的测量它们的距离。在本文中，我们首次使用这些观测值来估计f（R）引力模型（特别是Hu-Sawicki和指数模型）的参数以及宇宙学参数。这种类型的修正引力理论的重要性在于，它们可以解释宇宙的后期加速膨胀，而不包含暗能量成分。我们还包括其他可观察到的数据的分析，如估计哈勃参数H（z）从宇宙计时器，万神殿Ia型超新星汇编，和重子声学振荡测量。我们的研究结果表明，当活动星系核和BAO数据都被添加到CC和SnIa数据时，允许的空间参数受到限制，BAO数据集是最受限制的。我们还可以得出结论，即使我们的结果是一致的，从LCDM模型，小偏离广义相对论，比可以成功地描述的f（R）模型在本文中研究，也允许所考虑的数据集。
2022-06-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
N-body Simulations of $γ$ Gravity
我们用{ \it N}体模拟研究了$γ$引力$f(R)$模型中的结构形成。$γ$引力模型是一个提议，不同于其他可行的$f(R)$模型，它不仅改变了引力动力学，而且原则上还可以在背景水平上具有不同于$Λ$ CDM（宇宙学常数，冷暗物质）中获得的签名。本文的目的是研究的情况下，在后期的背景不同的$Λ$ CDM的非线性制度的模式。我们量化的签名产生的功率谱，晕质量函数，密度和速度分布。为了理解模型的特点，我们将其与$Λ$ CDM和Hu-Sawicki $f(R)$模型进行了比较。对于所考虑的一组参数，我们发现，筛选机制是无效的，这会引起偏差的晕质量函数，不同意的意见。这并不排除模型本身，但需要选择参数，使$|f_{R0}|$小得多，这意味着它的宇宙膨胀历史在背景水平上不能与$Λ$ CDM区分开来。
2016-03-02 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
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
Testing $f(R)$ Gravity With Scale Dependent Cosmic Void Velocity Profiles
我们研究了宇宙学尺度的广义相对论的修改的动力学晕内的空隙通过比较N体模拟纳入胡-Sawicki $f(R)$重力，与$|f_{R0}|=10^{-6}$和$10^{-5}$，那些$Λ$ CDM。通过检查径向速度统计的空洞分类的基础上，其大小和密度分布，为“上升”（$R$型）或“壳”（$S$型），我们发现，晕运动的小$R$型空洞，有效半径$<15 Mpc/h$，揭示了$f(R)$和$Λ$ CDM宇宙学之间的显着差异。为了理解这种观察到的效应，我们研究了线性和非线性第五力，并开发了一种迭代算法来精确求解非线性第五力方程。我们用它来描述变色龙筛选机制的空隙和对比的行为与引力坍缩的对象中观察到的。力分析强调了较小的$R$型空隙如何表现出第五力与牛顿力的最高比率，这导致了速度分布的明显差异，从而提供了约束重力的丰富环境。
2021-06-09 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
Constraining f(R) gravity with cross-correlation of galaxies and cosmic microwave background lensing
本文通过星系分布与 CMB 透镜的互相关观测约束 Hu-Sawicki f(R) 引力，证明互相关能打破参数简并，并在 95% 置信水平下给出 log|f_R0| < -4.61 的强上限，表明该模型对大尺度结构的影响与广义相对论高度一致。
2023-11-16 astro-ph.CO
Testing general scalar-tensor gravity and massive gravity with cluster lensing
我们探讨的可能性，测试修改后的重力表现出Vainshtein机制对集群透镜的观察。我们的工作在最一般的标量张量理论与二阶场方程（Horndeski的理论），并推导出静态和球对称的解决方案，其中的标量场屏蔽低于一定的半径。据发现，在最一般的情况下，问题的基本结构可以捕获的程序分类Vainshtein解决方案的不同的解决方案的五次方程，已经在大规模重力的背景下进行。对引力透镜的关键影响是，标量场的二阶导数在从屏蔽区到非屏蔽区的过渡处可以相当大，从而在会聚中留下一个凹陷。这使我们能够把观测约束的参数特征的一般标量张量修改的重力。我们演示了这是如何发生在大规模的重力作为一个例子，并讨论其观测签名集群透镜。
2013-06-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Testing Screened Modified Gravity
与物质耦合的长程标量场似乎违反了太阳系和实验室中已知的引力边界。这是由于筛选机制而避免的。在这篇简短的综述中，我们将从有效场论的观点介绍各种屏蔽机制。然后，我们将研究如何在实验室和天体物理学和宇宙学尺度上进行测试。
2022-01-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing different approaches to quantum gravity with cosmology: An overview
在现有的量子引力理论中，弦论、圈量子引力、非对易几何、群场论、因果集、渐近安全、因果动力三角、突现引力是最有动机的模型。作为对这期《Comptes Rendus Physique》特刊的介绍性总结，我解释了这些不同的理论如何通过宇宙学观测来检验或约束。
2017-05-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing Gravity using Void Profiles
我们使用N体模拟研究了$f(R)$模型中的空洞性质，重点讨论了它们与广义相对论（GR）的差异及其可检测性。在Hu-Sawicki $f(R)$修正的重力（MG）模型中，空洞的晕数密度分布与GR不可区分。相反，相同的$f(R)$空洞更缺乏暗物质，并且它们的分布更陡峭。这在原则上可以通过空洞的弱引力透镜观测到，为此需要在同一天空上结合光谱红移和透镜测光红移测量。在忽略透镜形状噪声的情况下，对于体积为1~（Gpc/ $h$）$^3$，利用空隙周围的透镜切向剪切信号，$f(R)$模型参数幅值$|f_{R0}|=10^{-5}$和$10^{-4}$可以通过4和8 $σ$与GR区分开来。大尺度构造的视线投影是限制该信号对于不久的将来的广角和深透镜测量的意义的主要系统学。由于这个原因，区分$|f_{R0}|=10^{-6}$和GR是一个挑战。我们希望通过更大的体积可以克服这个问题。在$f(R)$模型中，晕空丰度更小，暗物质空轮廓更陡，这是可以结合起来打破$|f_{R0}|$和$σ_8$之间简并的独特特征。
2014-10-30 astro-ph.CO
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
Testing metric-affine f(R)-gravity by relic scalar gravitational waves
本文讨论了度量仿射f（R）引力场中标量引力波的出现。这样的一个组件允许区分度量和度量仿射理论的内在含义，这一结果是，测地线结构的理论可以区分。我们推广了互相关分析的形式，包括了附加的极化模式，并计算了宇宙学遗迹引力子谱的可探测能量密度。针对VIRGO、LIGO和LISA干涉仪的灵敏度，讨论了信号的可能检测。
2010-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Testing a Dilaton Gravity Model using Nucleosynthesis
大爆炸核合成（BBN）是目前Lambda CDM宇宙学的最严格证据之一，也是宇宙微波背景（CMB）辐射的最严格证据。在这项工作中，我们的主要目的是提出我们的计算结果有关的原始丰度的轻元素，在高维稳态宇宙模型的背景下，在介子引力。结果表明，在某些情况下，轻元素（原始D，3 He，4 He，T，7 Li）的丰度存在显著差异，并根据天体物理观测结果，对一个特殊的强子引力模型和Lambda-CDM模型进行了比较.
2014-09-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Proposal for Testing Gravity's Rainbow
量子引力的各种方法，如弦论、圈量子引力和霍拉瓦-利夫希茨引力都预言了能量-动量色散关系的修正。Magueijo和Smolin将修正的色散关系（MDR）与广义相对论结合起来，产生了引力彩虹理论。在本文中，我们研究了引力彩虹背景下的史瓦西度规。我们调查彩虹功能从三个已知的修改色散关系，介绍了Amelino-Camelia等人。在[arXiv：hep-th/9605211，arXiv：0806.0339v2，arXiv：astro-ph/9712103]和Magueijo-Smolin在[arXiv：hep-th/0112090]中。我们研究了彩虹函数对光的偏转、光子延时、引力红移和弱等效原理的影响。我们比较我们的结果与实验，以获得上界的彩虹函数的参数。
2015-04-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Conjoined constraints on modified gravity from the expansion history and cosmic growth
本文从膨胀历史$H(z)$和宇宙生长$fσ_8(z)$两个方面给出了几个宇宙学模型的联合约束。我们研究的模型包括CPL $w_0w_a$参数化模型、全息暗能量（HDE）模型、时变真空（$Λ_t$ CDM）模型、Dvali、Gabadadze和Porrati（DGP）模型和Finsler-Randers（FRDE）模型、幂律$f(T)$模型和Hu-Sawicki $f(R)$模型。在所有情况下，我们对SnIa、CMB、BAO、$H(z)$和生长数据进行同步拟合，同时还遵循Linder（2017）中$H(z)$和$fσ_8(z)$的联合可视化。此外，我们在$H(z)-fσ_8(z)$参数空间中引入了品质因数（FoM），作为约束模型的一种方式，这些模型共同适合两个探头。我们使用最新的$H(z)$和$fσ_8(z)$数据，但也LSST模拟与$1\%$测量，我们发现，约束膨胀历史和宇宙生长的联合方法，同时不仅能够把严格的约束这些参数，但也提供了一个简单的视觉方式来区分宇宙模型。最后，我们确认的增长率和普朗克CMB数据之间的张力的存在，我们发现，在联合参数空间的$H(z)-fσ_8(z)$的FoM可以用来区分$Λ$ CDM模型和某些类的修改后的重力模型，即DGP和$f(T)$。
2017-09-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing gravity with non-Gaussianity
结果表明，与广义相对论（GR）相比，修正引力在宇宙微波背景（CMB）各向异性上呈现出明显的非线性特征。计算了$f(R)$引力中非线性Sachs-Wolfe效应对CMB非高斯性的贡献，表明与GR的贡献（典型的$\lesssim \mathcal{O}(1)$）相反，$f(R)$引力中的贡献对$f(R)$的非线性结构敏感，原则上可以很大.乐观地说，这给出了一个替代的起源可能观察到的大CMB非高斯除了原始的。另一方面，这样的非线性特征可以用来提供一个新的宇宙学测试的$f(R)$或其他修改的引力理论，这是唯一的和独立的先前已知的测试。
2011-07-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A general framework for unbiased tests of gravity using galaxy clusters
我们提出了一个马尔可夫链蒙特卡罗流水线，可用于无偏的大规模测试重力使用星系团的意见。管道，目前使用集群数量计数来约束当今的背景标量场$f_{R0}$的胡-Sawicki $f(R)$重力，充分考虑到第五种力对集群属性的影响，包括动态质量，晕浓度和可观测的质量标度关系。这是使用一般的模型，已被校准在一个广泛的和连续的质量范围（$10^{11}M_{\odot}\lesssim M\lesssim10^{15}M_{\odot}$）使用一个大的宇宙学模拟套件，包括第一个同时将屏蔽修改重力和完整的重子物理。我们表明，使用模拟集群目录，在$f(R)$重力，不一定遵循通常的幂律行为的可观测质量标度关系的不完整的治疗，可能会导致无偏和不精确的约束。因此，在未来的宇宙学引力测试中，必须充分考虑这些影响，这些测试将利用正在进行和即将进行的星系调查中的巨大星系团目录。我们的约束框架可以很容易地扩展到其他重力模型;为了证明这一点，我们在正常分支Dvali-Gabadadze-Porrati模型（nDGP）中对集群特性进行了类似的建模，该模型具有非常不同的筛选机制。使用我们的全物理模拟，我们还研究了在$f(R)$重力和nDGP的热和动力学Sunyaev-Zel'dovich效应的角功率谱，并展示了使用即将到来的CMB实验数据精确约束重力的潜力。最后，我们提出了一个重新调谐的重子物理模型，基于Illust…
2021-10-27 astro-ph.CO
Testing Einstein Gravity with Cosmic Growth and Expansion
我们使用膨胀和结构增长的宇宙学观测来检验爱因斯坦引力，包括超新星（Union 2.1），CMB（WMAP 7），弱透镜（CFHTLS）和星系特有速度（WiggleZ）的最新数据。我们将广义泊松方程的修正引力参数与背景演化的有效状态方程同时拟合，探索协方差和模型依赖性。结果表明，广义相对论对组合数据有较好的拟合。使用Pad{é}近似形式的重力偏差准确地捕捉到了像$f(R)$和DGP引力理论的时间和尺度依赖性，并公平地加权了高红移和低红移探测器。对于目前的观测，宇宙的生长和膨胀可以同时拟合，精度几乎没有下降，同时消除了保持一个方面固定的偏差的可能性。
2012-06-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
