带 $\Lambda$ 项的 Brans-Dicke 宇宙学：一种可能的 $\Lambda$CDM 张力解决方案

我们给出带宇宙学常数与冷暗物质的 Brans-Dicke 宇宙学（简称 BD-$\Lambda$CDM）的全面分析。我们将当前 BD 场的宇宙学值受局部天体物理域限制的情形，扩展至该值仅由宇宙学观测确定的情形，考虑到局部屏蔽机制可能存在，后者应更为自然。我们的分析包含不同规范下的背景与扰动方程。我们发现，与标准 GR-$\Lambda$CDM 模型相比，BD-$\Lambda$CDM 更受整体宇宙学数据青睐，即来自遥远超新星、宇宙计时、哈勃参数局部测量、重子声学振荡、大尺度结构形成以及基于完整 Planck 2018 CMB 似然的宇宙微波背景的数据。我们还检验了强透镜与弱透镜数据对结果的影响，其影响可能显著。我们发现 BD-$\Lambda$CDM 可模拟有效精质(quintessence)，显著性约 $3-3.5\sigma$ 置信水平（取决于透镜数据集）。从 GR 视角看，BD-$\Lambda$CDM 表现为运行真空模型(RVM)，这有助于缓解与数据的一些现有张力，例如 GR-$\Lambda$CDM 所预测的 $\sigma_8$ 超出。另一方面，BD-$\Lambda$CDM 模型对与局部测量的尖锐 $H_0$ 张力有关键影响，由于有效引力常数随膨胀轻微增大，该张力变得几乎无害。在当前观测下，两种张力的同时缓解是带宇宙学常数的 BD 引力的最显著特征，因而支持 BD-$\Lambda$CDM 优于 GR-$\Lambda$CDM。