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捕捉宇宙学符号翻转:平滑符号切换 $\Lambda_s$CDM 的背景与增长检验

宇宙学与河外天体物理 2026-07-07 v1

摘要

来自暗能量光谱仪(DESI)的重子声学振荡(BAO)测量,结合 CMB 和超新星数据,显示出对动力学暗能量相对于平坦 Λ\LambdaCDM 的轻微偏好。它们也可能将最佳拟合的有效中微子质量驱动至非物理的负值,这激发了通过晚期膨胀物理学来模拟这种效应的模型。符号切换宇宙学常数(Λs\Lambda_sCDM)模型通过在高红移(z>zz > z^\dagger)引入类 AdS 的负真空能量密度,并在低红移过渡到类 dS 的正密度来解决这一问题。虽然最初的拟合假设了不连续的阶跃函数过渡,但我们使用平滑的双曲正切参数化 Λ(z)tanh[Δ(zz)]\Lambda(z) \propto \tanh[\Delta(z^\dagger - z)] 来推广其动力学。我们利用来自 DES-SN5YR(带有 Dovekie 重新校准)和 DESI 2024 BAO 的背景距离数据来约束过渡红移 zz^\dagger 和平滑参数 Δ\Delta。我们进一步纳入了紧凑的红移空间畸变(RSD)fσ8f\sigma_8 汇编。联合数据并不偏好平滑符号切换模型胜过平坦 Λ\LambdaCDM,产生了几乎相同的 χmin2\chi^2_{\text{min}} 值,而信息准则对额外参数进行了惩罚。过渡平滑度仍然不受约束且由先验体积主导(Δ=24.7517.48+17.42\Delta = 24.75^{+17.42}_{-17.48}),表明当前数据无法区分尖锐过渡与平滑的动力学交叉。本工作并未直接约束中微子质量的物理总和 mν\sum m_\nu;相反,它表明当前仅靠晚期背景和增长数据无法解析过渡细节。我们讨论了这种零检测结果的影响,并展示了对下一代巡天的预测。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.06735,
  title  = {Catching the Cosmic Sign Flip: Background and Growth Tests of Smooth Sign Switching Lambda_s CDM},
  author = {Ayan Mitra},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.06735},
  year   = {2026}
}

备注

11 pages, 8 figures, 2 tables