Auf dem Weg zu Prozentgenauigkeit: nicht-lineare Reaktion des Materie-Powerspektrums auf dunkle Energie und modifizierte Gravitation

ZUSAMMENFASSUNG Wir präsentieren eine allgemeine Methode zur Berechnung des nicht-linearen Materie-Powerspektrums für Szenarien mit dunkler Energie (DE) und modifizierter Gravitation mit einer Genauigkeit auf Prozentniveau. Durch die Anwendung des Halo-Modells und der nicht-linearen Störungstheorie sagen wir die Reaktion eines Lambda-kalten dunklen Materie (ΛCDM) Materie-Powerspektrums auf die Physik eines erweiterten kosmologischen Parameterspektrums vorher. Indem wir unsere Vorhersagen mit N-Körper-Simulationen vergleichen, zeigen wir, dass wir ohne Freiheitsgrade das nicht-lineare Materie-Powerspektrum für eine breite Palette von verschiedenen w0–wa DE-Modellen mit einer Genauigkeit von besser als 1 Prozent bis zu k ≈ 1 h \, Mpc^-1 wiederherstellen können. Wir erzielen eine ähnliche Leistung für sowohl DGP als auch f (R) Gravitation, wobei das nicht-lineare Materie-Powerspektrum mit einer Genauigkeit von besser als 3 Prozent über denselben Bereich von Skalen vorhergesagt wird. Bei Einbeziehung direkter Messungen der Halo-Massenfunktion aus den Simulationen verbessert sich diese Genauigkeit auf 1 Prozent. Mit einer einzigen Suite von Standard-ΛCDM N-Körper-Simulationen bietet unsere Methodik einen direkten Weg, um eine breite Palette nicht-standardmäßiger Erweiterungen der Übereinstimmungskosmologie im hochsignal-rumpfenden nicht-linearen Bereich einzuschränken.