Gravidade de Horndeski como um fluido eficaz de energia escura em simulações cosmológicas de N-corpos

Desvendar a natureza da expansão cósmica, impulsionada pela Energia Escura, continua a ser um dos principais desafios da cosmologia moderna. Os modelos de gravidade modificados fornecem uma alternativa ao paradigma da constante cosmológica padrão.

Desvendar a natureza da expansão cósmica, impulsionada pela Energia Escura (DE), continua a ser um dos principais desafios da cosmologia moderna. Os modelos de Gravidade Modificada (MG) fornecem uma alternativa ao paradigma padrão da constante cosmológica.

Esses modelos prevêem assinaturas distintas no crescimento da estrutura, mas as previsões analíticas são desafiadoras devido às equações altamente não lineares envolvidas. Para superar este problema, estudamos MG como um fluido DE eficaz.

Para este fim, incorporamos perturbações DE lineares no código de N-corpos $\texttt{CO}N\texttt{CEPT}$, que se baseia no solucionador de Einstein--Boltzmann $\texttt{CLASS}$. Substituímos a versão $\texttt{CLASS}$ usada por $\texttt{CO}N\texttt{CEPT}$ por $\texttt{mochi\_CLASS}$, uma versão corrigida que inclui modelos da família Horndeski.

Ao escrever perturbações DE lineares ($δρ_{\rm DE}$, $δP_{\rm DE}$, $θ_{\rm DE}$ e $σ_{\rm DE}$) em termos de perturbações métricas no medidor síncrono, o código de N-corpos é capaz de evoluir o fluido efetivo usando a equação de Boltzmann. Nossas simulações atuais abrangem uma série de cenários cosmológicos ---$w_0w_a$CDM, Hu--Sawicki $f(R)$ e Galileão cúbico--- cada um estendido para incluir neutrinos massivos.

Para cada um dos modelos, encontramos desvios da Relatividade Geral próximos ao previsto no regime linear: uma diferença relativa inferior a $0, 2\%$ para $Λ$CDM, até $40\%$ para $f(R)$ e inferior a $25\%$ para Galileon cúbico.

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