用几何与增长检验标准宇宙学模型

我们通过比较对膨胀历史几何的约束与对结构增长的约束，对 $\Lambda{\rm CDM}$ 与 $w {\rm CDM}$ 宇宙学模型进行一般性检验。具体而言，我们将总物质能量密度 $\Omega_M$ 以及（对 $w {\rm CDM}$）暗能量状态方程 $w$ 各自拆分为两个参数：一个刻画几何，另一个刻画增长。我们使用当前宇宙学数据约束我们的拆分模型，包括 Ia 型超新星、重子声学振荡、红移空间畸变、引力透镜与宇宙微波背景（CMB）各向异性。我们聚焦于两项任务：（i）约束由参数 $\Delta\Omega_M \equiv \Omega_M^{\rm grow}-\Omega_M^{\rm geom}$ 与 $\Delta w \equiv w^{\rm grow}-w^{\rm geom}$ 刻画的对标准模型的偏离；（ii）探究 CMB 与弱透镜间的 $S_8$ 张力能否转化为几何与增长间的张力，即 $\Delta\Omega_M \neq 0$、$\Delta w \neq 0$。在拆分的 $\Lambda{\rm CDM}$ 与 $w {\rm CDM}$ 两种情形下，我们综合所有数据的结果均与 $\Delta\Omega_M = 0$ 和 $\Delta w = 0$ 一致。若省略 BAO/RSD 数据并约束拆分 $w {\rm CDM}$ 宇宙学，我们发现数据以 $3.6\sigma$ 显著性偏好 $\Delta w<0$，并以 $4.2\sigma$ 证据偏好 $\Delta\Omega_M>0$。我们还发现对 CMB 与弱透镜二者，$\Delta\Omega_M$ 与 $S_8$ 均相关，且 CMB 显示略强相关性。我们扩展模型中轮廓的总体展宽确实缓解了 $S_8$ 张力，但允许的 $\Delta\Omega_M$ 非零值并未涵盖那些将指向几何与增长不匹配作为张力起源的 $S_8$ 值。