在宇宙学张力视角下对早期引力跃变的探索

我们研究了复合前宇宙学尺度上有效普朗克质量（或有效引力常数）的阶跃式跃变。我们采用 CMB、BAO 与 SNIa 数据，发现它们足以将用于建模该跃变的暗能量与修正引力有效场论的实现强约束于有限参数空间。数据偏好复合前有效普朗克质量约 5% 的偏移（$2\sigma$ 下 $<10\%$）。该跃变普朗克质量（TPM）模型可在复合前多个数量级的标度因子内的任意时刻发生跃变，$\log_{10}(a) = -5.32^{+0.96}_{-0.72}$（68% CL）。这降低了最后散射时的声学视界，从而将哈勃常数提高到 $71.09 \pm 0.75$ km $\textrm{s}^{-1}\textrm{Mpc}^{-1}$（结合局域测量作为先验）以及 $69.22^{+0.67}_{-0.86}$ km $\textrm{s}^{-1}\textrm{Mpc}^{-1}$（排除先验时）。相对于 $\Lambda$CDM，TPM 模型改善 $\chi^2$ 为 $\Delta \chi^2 = -23.72$（带 $H_0$ 先验）与 $\Delta \chi^2 = -4.8$（无先验）。该模型允许 $H_0 > 70$ km$\textrm{s}^{-1}\textrm{Mpc}^{-1}$ 与 $S_8 < 0.80$ 同时成立，且由于物质密度 $\Omega_m$ 的降低以抵消相对 $\Lambda$CDM 的 $H_0$ 增加，使 $S_8$ 取值更低。虽然这是一个特定的修正引力模型，研究其他修正引力变体可能是潜在解决宇宙学张力的有效路径，同时避免对宇宙常数的需求。