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约束与比较动态暗能量与 f(R) 修改引力模型:基于宇宙距离测量

宇宙学与河外天体物理 2026-02-24 v2

摘要

我们利用当前宇宙距离测量数据,对 w0waw_{0}w_{a}CDM 模型的动态暗能量模型和三种 f(R)f(R) 修改引力模型进行约束与比较。所用数据包括 112 组高质量局部快速伽马暴联合 (FRB) 观测、来自 DESI-DR2 和 BOSS-DR12 的 BAO 测量、来自 PantheonPlus 编译组和 DESY5 样本的 Type~Ia 超新星 (SNe~Ia) 观测、宇宙年代计时器 (CC),以及来自 Planck~2018 的 CMB 第一次声学峰的角尺度。这些数据集有效打破参数退化,获得严格的宇宙学约束结果,并开展系统模型比较与选择。通过使用 FRB+PantheonPlus+DESI+CC+CMB 数据集,对暗能量方程状态在 w0waw_{0}w_{a}CDM 模型中进行参数约束,得到 w0=0.867±0.060w_{0} = -0.867 \pm 0.060wa=0.350.25+0.29w_{a} = -0.35^{+0.29}_{-0.25}。对于 f(R)f(R) 修改引力模型,偏离广义相对论的偏差参数 bb 分别约束为 b=0.206±0.084b = 0.206 \pm 0.084b=0.7000.130+0.190b = 0.700^{+0.190}_{-0.130}b=0.198±0.081b = 0.198 \pm 0.081(对应 Hu-Sawicki、Starobinsky 和 ArcTanh 模型)。此外,我们比较了不同 SNe~Ia 数据集(PantheonPlus 和 DESY5)和 BAO 数据集(DESI-DR2 和 BOSS-DR12)对宇宙学模型约束的影响。通过采用贝叶斯证据等模型选择准则,我们发现 SNe~Ia 和 BAO 数据集的选择会显著影响对宇宙学模型的偏好推断。具体而言,DESY5 和 DESI 数据集倾向于支持 w0waw_{0}w_{a}CDM 和 f(R)f(R) 模型,而 PantheonPlus 和 BOSS 数据集则对 Λ\LambdaCDM 模型显示更强的偏好。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.23105,
  title  = {Constraining and Comparing the Dynamical Dark Energy and f(R) Modified Gravity Models with Cosmological Distance Measurements},
  author = {Shuai Feng and Yan Gong and Xiaohui Liu and Jun-Hui Yan and Xuelei Chen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.23105},
  year   = {2026}
}

备注

22 pages, 4 figures, and 8 tables. Accepted for publication in ApJ