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一种保持比率的方法以实现宇宙学一致性

宇宙学与河外天体物理 2024-07-30 v2

摘要

宇宙学观测量对能量密度和速率的关键比率特别敏感,无论是在今天还是在宇宙的早期阶段。众所周知的例子包括光子与重子比率以及物质与辐射比率。同样重要但较少被宣传的是,复合时期周围压力支持物质与无压力物质的比率,以及汤姆逊散射率与哈勃率的比率,观测对此进行了严格约束。在超越 Λ\Lambda 冷暗物质(Λ\LambdaCDM)模型的理论中保持这些关键比率,可确保在解决宇宙学张力时与大量数据集广泛一致。我们证明,一个镜像暗区(反映了与标准模型的部分 Z2\mathbb{Z}_2 对称性),结合可见精细结构常数和电子质量的百分之一水平的变化(代表对汤姆逊散射率的\textit{现象学}改变),能够维持基本的宇宙学比率。将这种保持比率的方法纳入宇宙学框架,显著改善了与观测数据的一致性(Δχ2=35.72\Delta\chi^2=-35.72),并在分析中包含 SH0H_0ES 校准后,完全消除了哈勃张力,得出的宇宙学推断值为 H0=73.80±1.02H_0 = 73.80 \pm 1.02 km/s/Mpc。虽然我们的方法肯定是非最小化的,但它强调了在探索超越 Λ\LambdaCDM 的模型时保持关键比率恒定的重要性。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.05619,
  title  = {A Ratio-Preserving Approach to Cosmological Concordance},
  author = {Kylar Greene and Francis-Yan Cyr-Racine},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.05619},
  year   = {2024}
}

备注

12 pages, 6 figures, comments welcome! Published in PR.D