暗物质-暗能量相互作用能否缓解宇宙巧合问题?

在本文中,我们研究了一个相互作用暗能量-暗物质模型,其中这两个组分之间的比率不是常数,而是从早期到晚期发生变化,使得该模型能够解决或缓解宇宙巧合问题(CP)。该相互作用源于假设的关系$\rho_x \propto \rho_d^\alpha$,其中$\rho_x$和$\rho_d$分别是暗能量和暗物质组分的能量密度,$\alpha$为自由参数。对于暗能量状态方程参数$w=-1$,我们发现,如果$\alpha=0$,则恢复标准$\Lambda$CDM模型,其中巧合问题未被解决。对于$0<\alpha<1$,CP将被缓解;对于$\alpha\sim 1$,CP将被解决。暗能量组分在$w=-1$和$w \neq -1$下均被分析。利用Ia型超新星和哈勃参数数据约束,在$w=-1$情形下,我们在68%置信水平下得到$\alpha=0.109^{+0.062}_{-0.072}$,且CP被缓解。对于$w\neq -1$,在$w$-$\alpha$平面上出现简并。为打破该简并,我们将宇宙微波背景距离先验和重子声学振荡数据加入约束,得到68%置信水平下$\alpha=-0.075\pm 0.046$。在此情形下,我们发现即使在$\alpha$的2$\sigma$区间内,CP也未得到缓解。此外,根据BIC分析,这后一模型相对于平坦$\Lambda$CDM被排除。