暗能量视角下的暴胀新观

当前宇宙加速膨胀的纪元被认为由一种称为暗能量的未知成分驱动,在标准模型中其表现为宇宙学常数,以状态方程 w=-1 为常数表征。通过类比先前的加速膨胀纪元——暴胀(我们假设其由单一标量场即暴胀子驱动),可获得关于暗能量作用与本质的有趣视角。由于普朗克卫星已将 $n_s$ 的值约束在偏离 1 的位置,暴胀子不能被等同于纯宇宙学常数,暴胀结束的事实也暗示了这一点。因此,验证假想观测者是否能够测出暴胀子 w 偏离 -1 是有趣的。为此,我们考虑一类称为 HSR{i} 的单场慢滚暴胀模型,其中哈勃慢滚参数层级在第 i 阶截断。这些模型通过基于最新普朗克与 BICEP2/Keck 数据集组合的 MCMC 分析进行检验,所得链被转换为允许的 w 演化历史集合。HSR{1} 因预测 $n_s=1$ 而与近期普朗克约束相悖,在观测上被排除;我们发现 HSR{2} 偏好 w>-1,但加入 BICEP2/Keck 数据后不受支持。对数据总体最佳的描述由 HSR{3} 给出,其给出 68% 上限 1+w<0.0014。因此,若当前加速膨胀纪元恰好具有与可观测暴胀纪元期间相同的状态方程,则当前及未来的宇宙学观测将无法探测到 w$\neq$-1。这为基于未观测到偏离 w=-1 而得出暗能量本质结论提供了警示。