对宇宙学张力的一项经验性探究

$H_0$张力是$\Lambda$CDM模型之外物理迹象的可能性，是现代宇宙学中最令人兴奋的可能性之一。解决该问题的挑战因若干因素而复杂化，包括当$H_0$上的张力升高时$\sigma_8$参数张力的恶化。此外，不应低估看待该问题的视角，因为$H_0$上的张力也可解释为声学视界大小$r_s$上的张力，这值得恰当讨论。文献中的常见方法包括提出一个新模型以解决张力，并在分析中将该理论的新参数视为自由参数。然而，允许额外参数变化常导致推断宇宙学参数的不确定性增大，因后验变宽而造成张力表面上的缓解，而非$H_{0}$中心值的真正偏移。为避免此问题，我们在此考虑一种经验性方法，假定$\Lambda$CDM扩展的特定非标准值，并分析在张力背景下重要参数如何相应变化。为此，我们研究标准宇宙学模型的简单扩展，如幻影暗能量成分（状态方程$w < -1$）与早期宇宙中额外相对论性物种（使得$N_{eff} > 3.046$）。我们得到了$w$和$N_{eff}$值的变化与$H_0$、$r_s$和$\sigma_8$变化之间的关系。由此提供了$H_0$与$\sigma_8$之间的经验关系，作为理解哪些类别的理论模型及其何种特征能够打破两种张力间相关性的第一步。