本文關(guān)鍵詞： 非線性增長(zhǎng) 功率譜方法 數(shù)值模擬方法 大尺度結(jié)構(gòu) 引力 宇宙學(xué)模型 修改 參數(shù)表 廣義相對(duì)論 物質(zhì)粒子　出處：《天文學(xué)進(jìn)展》2011年02期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：主要研究了修改引力論在非線性尺度上的表現(xiàn)�，F(xiàn)在已經(jīng)存在很多修改引力論的模型,如f(R),DGP,Mond等,但是在工作中并沒有使用別人已經(jīng)提出的修改引力論方法,因?yàn)槭紫炔豢赡苋?duì)所有的修改引力論模型都進(jìn)行研究;其次重點(diǎn)研究的是修改引力對(duì)于宇宙中的物質(zhì)分布在非線性尺度上的影響,而各種修改引力論對(duì)于物質(zhì)聚集的影響是相似的,都可以通過一個(gè)參數(shù)表達(dá)出來。因此筆者提出一種修改引力論的方法,引進(jìn)了一個(gè)簡(jiǎn)單參數(shù)ζ。這個(gè)參數(shù)ζ定義為G_(eff)/G/-φ/Ψ,這里G_(eff)是有效牛頓常數(shù),G是牛頓常數(shù),φ和Ψ則是時(shí)空度規(guī)的標(biāo)量擾動(dòng)方程中的兩個(gè)勢(shì)。這個(gè)ζ參數(shù)在廣義相對(duì)論的基礎(chǔ)上修改了物質(zhì)粒子受到的加速度,加大或者減小這個(gè)參數(shù)會(huì)相應(yīng)地改變物質(zhì)粒子的加速度,進(jìn)而會(huì)加快或者減慢大尺度結(jié)構(gòu)的形成。這種對(duì)大尺度結(jié)構(gòu)在線性尺度上的影響可以通過理論計(jì)算得到,但是大尺度結(jié)構(gòu)的非線性增長(zhǎng)無法通過理論計(jì)算得出,現(xiàn)在只有借助已經(jīng)發(fā)展得比較成熟的數(shù)值模擬方法來研究這個(gè)問題。該文修改了現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟的數(shù)值模擬程序GADGET-2,加入了ζ參數(shù)。在進(jìn)行數(shù)值模擬之前,首先檢驗(yàn)了數(shù)值模擬的質(zhì)量分辨率、模擬尺度,以及初始紅移對(duì)最終物質(zhì)功率譜的影響,并且證實(shí)修改后的GADGET-2程序是正確的。設(shè)定不同ζ參數(shù)的值,ζ=0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.5,這里ζ=1.0對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué),然后對(duì)每個(gè)ζ值運(yùn)行了一組數(shù)值模擬。為了減少數(shù)值效應(yīng)對(duì)最終結(jié)果的影響,并且突出顯示修改引力論在非線性尺度上的表現(xiàn),沒有簡(jiǎn)單直接地使用不同ζ值物質(zhì)功率譜來做比較,而是精巧地設(shè)置不同ζ值的輸出紅移,使不同ζ值在其對(duì)應(yīng)的輸出紅移處有相同的線性功率譜,并且最終使用了ξ=ζ≠1.0/ζ=1.0這個(gè)比值參數(shù)來研究修改引力論在非線性尺度上的表現(xiàn)。通過宇宙學(xué)尺度上的數(shù)值模擬和高精度的小波物質(zhì)功率譜方法,我們研究了ζ參數(shù)對(duì)物質(zhì)在非線性尺度上增長(zhǎng)的影響。通過ξ這個(gè)參數(shù),在線性功率譜相同的時(shí)候,比較了不同ζ參數(shù)的功率譜在非線性尺度上相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型的偏離。得到重大的發(fā)現(xiàn):大尺度結(jié)構(gòu)在非線性上的增長(zhǎng)并不是想象的那樣,較大的ζ參數(shù)加大了物質(zhì)粒子的加速度,進(jìn)而在線性和非線性尺度上都加快了結(jié)構(gòu)形成,反而是在線性功率譜相同的時(shí)候,較大值的ζ給出了較小的非線性功率譜。這個(gè)發(fā)現(xiàn)也證明HKLM假定的不正確,從而證明基于這個(gè)假定的功率譜擬合公式(PD96,Smith2003)不適用于修改引力論,直接將這些功率譜擬合公式推廣到修改引力論是不正確的�；谶@個(gè)ζ參數(shù)的修改引力論模型,利用一系列的數(shù)值模擬的結(jié)果,為修改引力論提出了一個(gè)新的擬合公式。這個(gè)新的擬合公式不是對(duì)現(xiàn)有的這些擬合公式做推廣,而是借助于標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)下的非線性功率譜,通過幾個(gè)簡(jiǎn)單的參數(shù)就可以得到對(duì)應(yīng)不同ζ值的非線性功率譜,而且其精度保證在5%以內(nèi)。利用這套數(shù)值模擬的結(jié)果,我們進(jìn)而研究ζ修改引力論下的本動(dòng)速度場(chǎng)的功率譜、暗暈的質(zhì)量方程,以及暗暈的性質(zhì)。這些工作為我們從觀測(cè)上區(qū)分修改引力論和廣義相對(duì)論提供了理論指導(dǎo)。
[Abstract]:......
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)星系宇宙學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【分類號(hào)】：P159
【正文快照】： 修改引力宇宙學(xué)下的大尺度結(jié)構(gòu)非線性演化@崔偉廣$中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)星系宇宙學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室!上海200030主要研究了修改引力論在非線性尺度上的表現(xiàn)�，F(xiàn)在已經(jīng)存在很多修改引力論的模型,如f(R),DGP,Mond等,但是在工作中并沒有使用別人已經(jīng)提出的修改引力論方法,因?yàn)槭紫炔豢?

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本文編號(hào)：1479072