arXivDaily arXiv每日学术速递 周一至周五更新
arXiv 2409.03522astro-ph.CO
收藏

Euclid准备。超越$\Lambda$CDM的模拟与非线性。1. 数值方法与验证

Euclid preparation. Simulations and nonlinearities beyond $Λ$CDM. 1. Numerical methods and validation

Euclid Collaboration, J. Adamek, B. Fiorini, M. Baldi, G. Brando, M. -A. Breton, F. Hassani, K. Koyama, A. M. C. Le Brun, G. Rácz, H. -A. Winther, A. Casalino, … 展开作者

Euclid Collaboration, J. Adamek, B. Fiorini, M. Baldi, G. Brando, M. -A. Breton, F. Hassani, K. Koyama, A. M. C. Le Brun, G. Rácz, H. -A. Winther, A. Casalino, C. Hernández-Aguayo, B. Li, D. Potter, E. Altamura, C. Carbone, C. Giocoli, D. F. Mota, A. Pourtsidou, Z. Sakr, F. Vernizzi, A. Amara, S. Andreon, N. Auricchio, C. Baccigalupi, S. Bardelli, P. Battaglia, D. Bonino, E. Branchini, M. Brescia, J. Brinchmann, A. Caillat, S. Camera, V. Capobianco, V. F. Cardone, J. Carretero, S. Casas, F. J. Castander, M. Castellano, G. Castignani, S. Cavuoti, A. Cimatti, C. Colodro-Conde, G. Congedo, C. J. Conselice, L. Conversi, Y. Copin, F. Courbin, H. M. Courtois, A. Da Silva, H. Degaudenzi, G. De Lucia, M. Douspis, F. Dubath, X. Dupac, S. Dusini, M. Farina, S. Farrens, S. Ferriol, P. Fosalba, M. Frailis, E. Franceschi, M. Fumana, S. Galeotta, B. Gillis, P. Gómez-Alvarez, A. Grazian, F. Grupp, L. Guzzo, S. V. H. Haugan, W. Holmes, F. Hormuth, A. Hornstrup, S. Ilić, K. Jahnke, M. Jhabvala, B. Joachimi, E. Keihänen, S. Kermiche, A. Kiessling, M. Kilbinger, B. Kubik, M. Kümmel, M. Kunz, H. Kurki-Suonio, S. Ligori, P. B. Lilje, V. Lindholm, I. Lloro, G. Mainetti, E. Maiorano, O. Mansutti, O. Marggraf, K. Markovic, M. Martinelli, N. Martinet, F. Marulli, R. Massey, E. Medinaceli, S. Mei, M. Melchior, Y. Mellier, M. Meneghetti, E. Merlin, G. Meylan, M. Moresco, L. Moscardini, C. Neissner, S. -M. Niemi, C. Padilla, S. Paltani, F. Pasian, K. Pedersen, W. J. Percival, V. Pettorino, S. Pires, G. Polenta, M. Poncet, L. A. Popa, L. Pozzetti, F. Raison, A. Renzi, J. Rhodes, G. Riccio, E. Romelli, M. Roncarelli, R. Saglia, A. G. Sánchez, D. Sapone, B. Sartoris, M. Schirmer, T. Schrabback, A. Secroun, G. Seidel, S. Serrano, C. Sirignano, G. Sirri, L. Stanco, J. Steinwagner, P. Tallada-Crespí, D. Tavagnacco, I. Tereno, R. Toledo-Moreo, F. Torradeflot, I. Tutusaus, E. A. Valentijn, L. Valenziano, T. Vassallo, G. Verdoes Kleijn, A. Veropalumbo, Y. Wang, J. Weller, G. Zamorani, E. Zucca, A. Biviano, C. Burigana, M. Calabrese, D. Di Ferdinando, J. A. Escartin Vigo, G. Fabbian, F. Finelli, J. Gracia-Carpio, S. Matthew, N. Mauri, A. Pezzotta, M. Pöntinen, V. Scottez, M. Tenti, M. Viel, M. Wiesmann, Y. Akrami, V. Allevato, S. Anselmi, M. Archidiacono, F. Atrio-Barandela, A. Balaguera-Antolinez, M. Ballardini, A. Blanchard, L. Blot, H. Böhringer, S. Borgani, S. Bruton, R. Cabanac, A. Calabro, B. Camacho Quevedo, G. Cañas-Herrera, A. Cappi, F. Caro, C. S. Carvalho, T. Castro, K. C. Chambers, S. Contarini, A. R. Cooray, G. Desprez, A. Díaz-Sánchez, J. J. Diaz, S. Di Domizio, H. Dole, S. Escoffier, A. G. Ferrari, P. G. Ferreira, I. Ferrero, A. Finoguenov, F. Fornari, L. Gabarra, K. Ganga, J. García-Bellido, T. Gasparetto, V. Gautard, E. Gaztanaga, F. Giacomini, F. Gianotti, G. Gozaliasl, C. M. Gutierrez, A. Hall, H. Hildebrandt, J. Hjorth, A. Jimenez Muñoz, S. Joudaki, J. J. E. Kajava, V. Kansal, D. Karagiannis, C. C. Kirkpatrick, S. Kruk, J. Le Graet, L. Legrand, J. Lesgourgues, T. I. Liaudat, A. Loureiro, G. Maggio, M. Magliocchetti, F. Mannucci, R. Maoli, C. J. A. P. Martins, L. Maurin, R. B. Metcalf, M. Migliaccio, M. Miluzio, P. Monaco, A. Montoro, A. Mora, C. Moretti, G. Morgante, S. Nadathur, L. Patrizii, V. Popa, P. Reimberg, I. Risso, P. -F. Rocci, M. Sahlén, E. Sarpa, A. Schneider, M. Sereno, A. Silvestri, A. Spurio Mancini, K. Tanidis, C. Tao, N. Tessore, G. Testera, R. Teyssier, S. Toft, S. Tosi, A. Troja, M. Tucci, C. Valieri, J. Valiviita, D. Vergani, G. Verza, P. Vielzeuf, N. A. Walton

AI总结:

本文综述了超越$\Lambda$CDM模型的数值模拟方法,通过代码比较验证了可靠性,为Euclid任务数据分析奠定基础。

摘要:

为了约束超越$\Lambda$CDM的模型,Euclid分析流程的开发需要能够捕捉此类模型非线性现象的模拟。我们概述了用于研究替代暗能量和修正引力理论中结构形成非线性机制的数值方法和$N$-体模拟代码。我们回顾了宇宙学$N$-体模拟中用于建模超越$\Lambda$CDM场景复杂现象的各种数值技术和近似方法。这包括讨论非线性场方程的求解、第五力的考虑以及屏蔽机制的实施。此外,我们进行了一项代码比较练习,以评估不同模拟代码在一系列模型中的可靠性和收敛性。我们的分析表明,不同模拟代码的输出之间具有高度一致性,为当前用于建模超越$\Lambda$CDM宇宙结构形成的数值方法提供了信心。我们强调了在模拟结构形成的非线性尺度方面取得的最新进展,这些进展对于充分利用即将到来的Euclid任务观测数据的全部科学潜力至关重要。

英文摘要:

To constrain models beyond $Λ$CDM, the development of the Euclid analysis pipeline requires simulations that capture the nonlinear phenomenology of such models. We present an overview of numerical methods and $N$-body simulation codes developed to study the nonlinear regime of structure formation in alternative dark energy and modified gravity theories. We review a variety of numerical techniques and approximations employed in cosmological $N$-body simulations to model the complex phenomenology of scenarios beyond $Λ$CDM. This includes discussions on solving nonlinear field equations, accounting for fifth forces, and implementing screening mechanisms. Furthermore, we conduct a code comparison exercise to assess the reliability and convergence of different simulation codes across a range of models. Our analysis demonstrates a high degree of agreement among the outputs of different simulation codes, providing confidence in current numerical methods for modelling cosmic structure formation beyond $Λ$CDM. We highlight recent advances made in simulating the nonlinear scales of structure formation, which are essential for leveraging the full scientific potential of the forthcoming observational data from the Euclid mission.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

↑