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暗能量的动力学标量场模型:解决哈勃紧张问题与宇宙演化

宇宙学与河外天体物理 2025-12-30 v2

摘要

我们提出一种基于规范标量场的动力学暗能量模型,其势函数形式为 V(ϕ)=V0eλϕ+V1ϕnV(\phi) = V_{0}e^{-\lambda\phi} + V_{1}\phi^{n}。我们使用包括普朗克 2018 宇宙微波背景 (CMB) 功率谱、B 超声振荡 (BAO)、Pantheon+ 超级新星样本、SH0ES 以及 SDSS 物质功率谱在内的综合宇宙数据约束该模型的 11 维参数空间。该模型对数据拟合优异,reduced chi-squared 为 χred2=0.989\chi^2_{\text{red}} = 0.989,成功缓解了哈勃常数紧张问题。我们的分析得到哈勃常数 H072.820H_0 \approx 72.820 km/s/Mpc,显著降低了早晚宇宙测量之间的差异。我们发现数据偏好“放松”型 quintessence 场景,其势参数 λ0.056\lambda \approx 0.056。该较小但非零斜率在高红移处保持标准膨胀历史,同时在 z=0z=0 处引起 Λ\LambdaCDM的滞后 (w(z=0)0.85w(z=0) \approx -0.85)。基于贝叶斯信息准则的模型比较显示,标准 Λ\LambdaCDM 模型因参数更少仍略被偏好 (ΔBIC=2.178\Delta\text{BIC} = 2.178)。尽管如此,我们的结果表明,该混合势模型是具有物理动机的 Λ\Lambda 宇宙学常数的有力替代方案。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.10317,
  title  = {A Dynamical Scalar Field Model for Dark Energy: Addressing the Hubble Tension and Cosmic Evolution},
  author = {Arpit Kottur and Jui Mahajan and Raka Dabhade},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.10317},
  year   = {2025}
}

备注

17 pages, 6 figures, 5 tables