brane 宇宙学约束的互补性检验

宇宙膨胀加速是当前基本物理学面临的重大挑战之一。从原理上讲，解释这一现象可采用两种方法：一种是通过引入负压暗能量来调整宇宙的能量内容；另一种是通过引入额外空间维度在大尺度上修正引力，这一思想也是统一理论所必需的。在宇宙学语境下，额外维度作为暗压（responsible for the acceleration of our Universe）的来源，被称为brane 宇宙学（brane world (BW) cosmologies）。本文研究了一类特定的brane 宇宙学情形，其中引力修正源于对额外维度的引力泄漏（gravitational \emph{leakage} into extra dimensions）。为此，我们利用最新的X射线气体质量分数（X-ray gas mass fraction）测量数据（来自Chandra），WMAP对比重物质密度参数的确定，来自\emph{HST}的哈伯参数测量，以及当前的超级新星数据。与其他最近结果一致，我们证明这些模型对这些互补数据提供了良好的描述，尽管在联合分析中总是偏好闭合情形（closed scenario）。我们强调，针对brane 宇宙学情形的观测检验，本质上是对可能额外维度在基本物理学和宇宙学中作用的自然验证。