通过早期宇宙隐 sector 动力学分析哈勃张力

SH0ES 合作组近期的分析确认了高红移（$z> 1000$）与低红移（$z<1$）测量之间存在哈勃张力，达到 $5\sigma$ 水平，且低红移测量给出更高的值。在这项工作中，我们提出一个粒子物理模型，可通过一个与可见 sector 耦合的非平衡隐 sector 来帮助缓解哈勃张力。填充暗 sector 的粒子包括作为暗物质的暗费米子、暗光子、一个有质量标量和一个无质量赝标量。假设暗 sector 中初始无粒子分布，可见 sector 与隐 sector 之间通过动力学混合的微弱耦合使暗 sector 被填充，即便隐 sector 粒子的数密度从未达到其平衡分布，且两个 sector 保持不同温度。我们给出了一个宇宙学自洽的分析，其中对可见与隐 sector 进行关联演化，使用涉及两个温度的耦合玻尔兹曼方程（一个用于可见 sector，另一个用于隐 sector）。在此双温度形式下计算了由暗费米子构成的暗物质遗迹密度。因此，BBN 预言得以维持，对 $\Delta N_{\rm eff}$ 的贡献极小。然而，有质量标量在近复合时期向无质量赝标量的非平衡衰变导致 $\Delta N_{\rm eff}$ 增加，可帮助削弱哈勃张力。