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对 $G$ 急剧变化的宇宙学模型提出的挑战:解决哈勃紧张问题

宇宙学与河外天体物理 2025-04-29 v4 太阳与恒星天体物理

摘要

有人提议,引力常数 GG 在约 1.3 亿年前突然降低,使得处于哈勃流中的 Type Ia 超新星(SNe)在距离米氏星系中的星系中更亮。这会导致哈勃流中的超新星更远,从而使距离随距离的增长呈现较慢的红移变化,从而可能解决哈勃紧张问题。我们探讨了该“GG 步进模型”(GSM)若干令人不快的后果。我们发现,由于太阳等效恒星的光度大约随 G5.6G^{5.6} 变化,GSM 在 1.3 亿年前会导致日光强度显著下降,可能使地球陷入星际冰期。然而,过去 50 万年间并未出现冰封地球时期。GSM 还意味着,一年的长度将约 10% 突然增加,但根据地球年代学和周期地层学,年中天数数目基本持续演化。GSM 大幅改变星演化,使得太阳的燃料耗尽约 2/3,而非 1/2。这将导致太阳的海洋年龄超过最古老陨石样本的年龄,而这些样本在实践中与之高度一致。假设 GG 为常数,宇宙的预期年龄也与最古老银河星的年龄高度吻合。然而,GSM 却暗示这些星系年龄更小,造成从宇宙前 30 亿年开始缺乏星系。这些论点对寻求通过 GG 转变解决哈勃紧张问题的模型提出了重大挑战。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.15301,
  title  = {Challenges to a sharp change in $G$ as a solution to the Hubble tension},
  author = {Indranil Banik and Harry Desmond and Nick Samaras},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.15301},
  year   = {2025}
}

备注

9 pages, 2 figures, no tables. Published in MNRAS in this form