中文

有界暗能量:暗能量的粒子来源

宇宙学与河外天体物理 2025-03-26 v1

摘要

暗能量是推动宇宙加速膨胀的神秘力量,通常在标准 Λ\LambdaCDM 模型中描述为宇宙常数。然而,来自暗能量光谱仪仪器(DESI)的测量报告显示,对时间变化方程状态 w(z)w(z) 的偏好超过 2.5σ2.5\sigma,而双曲线挤压振荡(BAO)数据则偏好时间变化的方程状态 w(z)w(z) 而非宇宙常数 (w=1w=-1)。我们提出了有界暗能量(Bound Dark Energy, BDE)模型,其中暗能量来源于暗色 SU(3) 规范域中最轻介子场 ϕ\phi,通过非扰动相互作用动态产生。 governed by an inverse-power-law potential V(ϕ)=Λc4+2/3ϕ2/3V(\phi)=\Lambda_{c}^{4 + 2/3}\phi^{-2/3},BDE 没有自由参数,比 Λ\LambdaCDM 少一个参数,比 w0waw_{0}w_{a}CDM 模型少三个参数。将 DESI BAO 测量、宇宙微波背景数据以及来自第五年的暗能量测量中心超级新星 I 类距离测量数据相结合,BDE 在 w0waw_{0}w_{a}CDM 和 Λ\LambdaCDM 中的 BAO 简化 χBAO2\chi^{2}_{BAO} 分别降低了 42%42\%37%37\%,同时在类型 I 超级新星和宇宙微波背景数据上拟合效果相当。该模型预测暗能量方程状态从早期时 w=1/3w=1/3 类辐射过渡到现在时 w0=0.9301±0.0004w_{0}=-0.9301 \pm 0.0004。(w0,waw_{0},w_{a}) 参数面积在 BDE 中比 w0waw_{0}w_{a}CDM 模型小 10,000 倍,同时保持等效的宇宙学拟合。关键参数压缩能尺度 Λc=43.806±0.19\Lambda_{c}=43.806 \pm 0.19 eV 和时刻 ac=2.4972±0.011×106a_{c}=2.4972 \pm 0.011 \times 10^{-6} 与高能物理预测一致。这些结果与当前观测界限相符,确立了 BDE 作为一种统一粒子物理与天体物理学的预测框架,首次从原理层面解决暗能量动态本质的问题。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.19098,
  title  = {Bound Dark Energy: a particle's origin of dark energy},
  author = {Axel de la Macorra and Jose Agustin Lozano Torres},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.19098},
  year   = {2025}
}

备注

16 pages, 14 figures