Published March 11, 2024
| Version v1
Publication
Open
A new test of gravity - I: Introduction to the method
- 1. Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe
- 2. The University of Tokyo
- 3. Durham University
- 4. Universidad Nacional de Córdoba
- 5. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
Description
Abstract We introduce a new scheme based on the marked correlation function to probe gravity using the large-scale structure of the Universe. We illustrate our approach by applying it to simulations of the metric-variation f(R) modified gravity theory and general relativity (GR). The modifications to the equations in f(R) gravity lead to changes in the environment of large-scale structures that could, in principle, be used to distinguish this model from GR. Applying the Monte Carlo Markov Chain algorithm, we use the observed number density and two-point clustering to fix the halo occupation distribution (HOD) model parameters and build mock galaxy catalogues from both simulations. To generate a mark for galaxies when computing the marked correlation function we estimate the local density using a Voronoi tessellation. Our approach allows us to isolate the contribution to the uncertainty in the predicted marked correlation function that arises from the range of viable HOD model parameters, in addition to the sample variance error for a single set of HOD parameters. This is critical for assessing the discriminatory power of the method. In a companion paper, we apply our new scheme to a current large-scale structure survey.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
نبذة مختصرة نقدم مخططًا جديدًا يعتمد على وظيفة الارتباط الملحوظة لاستكشاف الجاذبية باستخدام البنية واسعة النطاق للكون. نوضح نهجنا من خلال تطبيقه على عمليات محاكاة نظرية الجاذبية المعدلة للمتغير المتري f(R) والنسبية العامة (GR). تؤدي التعديلات على المعادلات في الجاذبية f(R) إلى تغييرات في بيئة الهياكل واسعة النطاق التي يمكن استخدامها، من حيث المبدأ، لتمييز هذا النموذج عن GR. بتطبيق خوارزمية سلسلة مونت كارلو ماركوف، نستخدم كثافة الأرقام المرصودة وتجميع النقطتين لإصلاح معلمات نموذج توزيع الهالة (HOD) وبناء كتالوجات مجرة وهمية من كلا المحاكاة. لتوليد علامة للمجرات عند حساب دالة الارتباط الملحوظة، نقوم بتقدير الكثافة المحلية باستخدام فسيفساء فورونوي. يسمح لنا نهجنا بعزل المساهمة في عدم اليقين في وظيفة الارتباط الملحوظة المتوقعة التي تنشأ من نطاق معلمات نموذج HOD القابلة للتطبيق، بالإضافة إلى خطأ تباين العينة لمجموعة واحدة من معلمات HOD. وهذا أمر بالغ الأهمية لتقييم القوة التمييزية للطريقة. في ورقة مصاحبة، نطبق مخططنا الجديد على مسح هيكلي حالي واسع النطاق.Translated Description (French)
Résumé Nous introduisons un nouveau schéma basé sur la fonction de corrélation marquée pour sonder la gravité en utilisant la structure à grande échelle de l'Univers. Nous illustrons notre approche en l'appliquant à des simulations de la théorie de la gravité modifiée par la variation métrique f(R) et de la relativité générale (GR). Les modifications apportées aux équations en f(R) gravité entraînent des changements dans l'environnement des structures à grande échelle qui pourraient, en principe, être utilisés pour distinguer ce modèle de GR. En appliquant l'algorithme de la chaîne de Monte Carlo Markov, nous utilisons la densité de nombre observée et le regroupement en deux points pour fixer les paramètres du modèle de distribution d'occupation de halo (HOD) et construire des catalogues de galaxies factices à partir des deux simulations. Pour générer une marque pour les galaxies lors du calcul de la fonction de corrélation marquée, nous estimons la densité locale à l'aide d'une tessellation de Voronoi. Notre approche nous permet d'isoler la contribution à l'incertitude dans la fonction de corrélation marquée prédite qui découle de la plage de paramètres viables du modèle HOD, en plus de l'erreur de variance de l'échantillon pour un seul ensemble de paramètres HOD. Ceci est essentiel pour évaluer le pouvoir discriminatoire de la méthode. Dans un article d'accompagnement, nous appliquons notre nouveau schéma à une enquête actuelle à grande échelle sur les structures.Translated Description (Spanish)
Resumen Introducimos un nuevo esquema basado en la función de correlación marcada para sondear la gravedad utilizando la estructura a gran escala del Universo. Ilustramos nuestro enfoque aplicándolo a simulaciones de la variación métrica f(R) teoría de la gravedad modificada y relatividad general (GR). Las modificaciones a las ecuaciones en la gravedad f(R) conducen a cambios en el entorno de las estructuras a gran escala que podrían, en principio, utilizarse para distinguir este modelo de GR. Aplicando el algoritmo Monte Carlo Markov Chain, utilizamos la densidad numérica observada y la agrupación de dos puntos para fijar los parámetros del modelo de distribución de ocupación de halo (Hod) y construir catálogos de galaxias simulados a partir de ambas simulaciones. Para generar una marca para las galaxias al calcular la función de correlación marcada, estimamos la densidad local utilizando una teselación de Voronoi. Nuestro enfoque nos permite aislar la contribución a la incertidumbre en la función de correlación marcada predicha que surge del rango de parámetros del modelo HOD viables, además del error de varianza de la muestra para un solo conjunto de parámetros HOD. Esto es fundamental para evaluar el poder discriminatorio del método. En un documento complementario, aplicamos nuestro nuevo esquema a una encuesta de estructura a gran escala actual.Files
stae719.pdf.pdf
Files
(93 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
|
93 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- اختبار جديد للجاذبية - I: مقدمة في الطريقة
- Translated title (French)
- Un nouveau test de gravité - I : Introduction à la méthode
- Translated title (Spanish)
- Una nueva prueba de gravedad - I: Introducción al método
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4392723985
- DOI
- 10.1093/mnras/stae719