Published February 27, 2024 | Version v1
Publication Open

Exploring Modified Gravity: Constraints on the μ and Σ Parametrization with WMAP, ACT, and SPT

Creators

  • 1. University of Michigan–Ann Arbor
  • 2. Valongo Observatory
  • 3. National Observatory
  • 4. Universidade Federal do Paraná
  • 5. Universidade Federal da Integração Latino-Americana
  • 6. University of Sheffield
  • 7. Universidade Federal do Rio Grande do Sul
  • 8. National Institute for Space Research

Description

Abstract The cosmic acceleration problem remains one of the most significant challenges in cosmology. One of the proposed solutions to this problem is the modification of gravity on large scales. In this paper, we explore the well-known μ-Σ parametrization scenarios and confront them with observational data, including the cosmic microwave background (CMB) radiation from the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), Atacama Cosmology Telescope (ACT), and South Pole Telescope (SPT), as well as large-scale structure data from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS: BAO+RSD) and Pantheon Supernovae (SN) catalog. We employ a Bayesian framework to constrain the model parameters and discuss the implications of our results on the viability of modified gravity theories. Our analysis reveals the strengths and limitations of the μ-Σ parametrization and provides valuable insights into the nature of gravity on cosmological scales. From the joint analysis of the ACT + WMAP + SDSS + SN, we find μ0 − 1 = 0.02 ± 0.19 and Σ0 − 1 = 0.021 ± 0.068 at 68% CL. In light of the SPT + WMAP + SDSS + SN, we find μ0 − 1 = 0.07 ± 0.18 and $\Sigma _0 -1 = -0.009^{+0.078}_{-0.11}$ at 68% CL. In all the analyses carried out, we do not find any deviations from the theory of general relativity. Our results represent an observational update on the well-known μ-Σ parameterization in view of current CMB data, independent and competitive with the constraints obtained with the Planck data.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تظل مشكلة التسارع الكوني واحدة من أهم التحديات في علم الكونيات. أحد الحلول المقترحة لهذه المشكلة هو تعديل الجاذبية على مقاييس كبيرة. في هذه الورقة، نستكشف سيناريوهات المعلمات المعروفة μ - Σ ونواجهها ببيانات الرصد، بما في ذلك إشعاع الخلفية الكونية الميكروية (CMB) من مسبار ويلكنسون لتباين الخواص الميكروية (WMAP)، وتلسكوب أتاكاما لعلم الكون (ACT)، وتلسكوب القطب الجنوبي (SPT)، بالإضافة إلى بيانات الهيكل واسعة النطاق من مسح سلون الرقمي للسماء (SDSS: BAO+RSD) وكتالوج بانثيون سوبرنوفا (SN). نحن نستخدم إطار عمل بايزي لتقييد معلمات النموذج ومناقشة الآثار المترتبة على نتائجنا على جدوى نظريات الجاذبية المعدلة. يكشف تحليلنا عن نقاط القوة والقيود في المعلمات μ - Σ ويوفر رؤى قيمة حول طبيعة الجاذبية على المقاييس الكونية. من التحليل المشترك لـ ACT + WMAP + SDSS + SN، نجد أن μ 0 − 1 = 0.02 ± 0.19 و Σ 0 − 1 = 0.021 ± 0.068 عند 68 ٪ CL. في ضوء SPT + WMAP + SDSS + SN، نجد μ 0 − 1 = 0.07 ± 0.18 و $\Sigma _0 -1 = -0.009 ^{+0.078 }_{-0.11 }$ عند 68% CL. في جميع التحليلات التي أجريت، لا نجد أي انحرافات عن نظرية النسبية العامة. تمثل نتائجنا تحديثًا للملاحظة حول المعلمات المعروفة في ضوء بيانات CMB الحالية، المستقلة والتنافسية مع القيود التي تم الحصول عليها باستخدام بيانات بلانك.

Translated Description (French)

Résumé Le problème de l'accélération cosmique reste l'un des défis les plus importants de la cosmologie. L'une des solutions proposées à ce problème est la modification de la gravité à grande échelle. Dans cet article, nous explorons les scénarios de paramétrisation μ-Σ bien connus et les confrontons avec des données d'observation, y compris le rayonnement de fond hyperfréquence cosmique (CMB) du Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), Atacama Cosmology Telescope (ACT) et South Pole Telescope (SPT), ainsi que des données de structure à grande échelle du catalogue Sloan Digital Sky Survey (SDSS : BAO+RSD) et Pantheon Supernovae (SN). Nous utilisons un cadre bayésien pour contraindre les paramètres du modèle et discuter des implications de nos résultats sur la viabilité des théories de la gravité modifiées. Notre analyse révèle les forces et les limites de la paramétrisation μ-Σ et fournit des informations précieuses sur la nature de la gravité à l'échelle cosmologique. A partir de l'analyse conjointe de l'ACT + WMAP + SDSS + SN, nous retrouvons μ0 − 1 = 0,02 ± 0,19 et Σ0 − 1 = 0,021 ± 0,068 à 68% CL. A la lumière des SPT + WMAP + SDSS + SN, on trouve μ0 − 1 = 0,07 ± 0,18 et $ \Sigma _0 -1 = -0,009^{+0,078}_{-0,11}$ à 68% CL. Dans toutes les analyses effectuées, nous ne trouvons aucun écart par rapport à la théorie de la relativité générale. Nos résultats représentent une mise à jour observationnelle sur le paramétrage μ-Σ bien connu au vu des données actuelles de CMB, indépendantes et compétitives avec les contraintes obtenues avec les données de Planck.

Translated Description (Spanish)

Resumen El problema de la aceleración cósmica sigue siendo uno de los desafíos más importantes en cosmología. Una de las soluciones propuestas a este problema es la modificación de la gravedad a gran escala. En este artículo, exploramos los conocidos escenarios de parametrización μ-Σ y los confrontamos con datos observacionales, incluida la radiación de fondo cósmico de microondas (CMB) de la Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson (WMAP), el Telescopio de Cosmología de Atacama (ACT) y el Telescopio del Polo Sur (SPT), así como datos de estructura a gran escala del catálogo Sloan Digital Sky Survey (SDSS: BAO+RSD) y Pantheon Supernovae (SN). Empleamos un marco bayesiano para restringir los parámetros del modelo y discutir las implicaciones de nuestros resultados sobre la viabilidad de las teorías de gravedad modificadas. Nuestro análisis revela las fortalezas y limitaciones de la parametrización μ-Σ y proporciona información valiosa sobre la naturaleza de la gravedad en escalas cosmológicas. Del análisis conjunto del ACT + WMAP + SDSS + SN, encontramos μ0 − 1 = 0.02 ± 0.19 y Σ0 − 1 = 0.021 ± 0.068 a 68% CL. A la luz del SPT + WMAP + SDSS + SN, encontramos μ0 − 1 = 0.07 ± 0.18 y $\Sigma _0 -1 = -0.009^{+0.078}_{-0.11}$ al 68% de CL. En todos los análisis realizados, no encontramos ninguna desviación de la teoría de la relatividad general. Nuestros resultados representan una actualización observacional sobre la conocida parametrización μ-Σ en vista de los datos actuales de CMB, independientes y competitivos con las restricciones obtenidas con los datos de Planck.

Files

stae402.pdf.pdf

Files (93 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
93 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
استكشاف الجاذبية المعدلة: القيود المفروضة على μ و Σ Parametrization باستخدام WMAP و ACT و SPT
Translated title (French)
Exploration de la gravité modifiée : contraintes sur la paramétrisation μ et Σ avec WMAP, ACT et SPT
Translated title (Spanish)
Exploración de la gravedad modificada: restricciones en la parametrización μ y Σ con WMAP, ACT y SPT

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4392235900
DOI
10.1093/mnras/stae402

Is supplement to
https://openalex.org/W78673956 (Other)
https://openalex.org/W4387162738 (Other)
https://openalex.org/W4306246805 (Other)
https://openalex.org/W4231394525 (Other)
https://openalex.org/W3055422143 (Other)
https://openalex.org/W2127862466 (Other)
https://openalex.org/W2111375358 (Other)
https://openalex.org/W2105546953 (Other)
https://openalex.org/W2090341607 (Other)
https://openalex.org/W1979036366 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil