中间红移处哈勃常数$H_0$的3%精度测定

最近，基于宇宙距离阶梯（以三角视差为基础）和宇宙学模型（应用于普朗克2013数据）分别在极低红移和极高红移处对哈勃常数$H_0$的测定，揭示了一个引人注目的差异（近9%或2.4σ），这对天文学家和理论宇宙学家构成了挑战。为了阐明这一问题，本文讨论了在中间红移（$z \sim 1$）处对$H_0$的新测定，使用了以下四种宇宙学探针：（i）基于苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应和X射线数据（$0.14 < z < 0.89$）的星系团角直径距离（ADD）测量；（ii）古老高红移星系（OHRG）的推断年龄（$0.62 < z < 1.70$）；（iii）哈勃参数$H(z)$的测量（$0.1 < z < 1.8$）；（iv）重子声学振荡（BAO）特征（$z=0.35$）。在我们的分析中，假设平坦的ΛCDM宇宙学，并考虑统计误差和系统误差，我们得到$H_0 = 74.1^{+2.2}_{-2.2}\,\text{km/s/Mpc}$（1σ），这是中间红移处哈勃常数的3%精度测定。我们强调，这里采用的每个单独测试的误差棒都大于河外距离阶梯校准中出现的误差。然而，这四个测试之间显著的互补性有效地大大减少了参数空间（$\Omega_m, h$）上可能的简并，最终提供的$H_0$值与使用邻近天体的退行速度和距离得到的测定值非常一致。