从观测密度涨落谱和超新星数据约束暗能量

今天宇宙学中最大的挑战之一是确定暗能量的本质，即观测到的宇宙当前加速膨胀的源。正在开发高精度实验以减少观测中的不确定性。最近，我们表明在ΛCDM模型中，来自星系分布（GD）数据和宇宙微波背景（CMB）各向异性得出的当前密度涨落（$\delta\rho/\rho)^2$的测量结果在10%精度范围内的一致性，对真空能向冷暗物质的可能衰变施加了很强的限制。利用这一一致性，结合物质密度$\Omega_M^0=0.28\pm 0.02$以及宇宙近似平坦的证据，我们表明用于解释暗能量的真空蜕变模型（VMM）和流行的膜世界模型（BWM）都可以被排除。当我们放宽$\Omega_M^0$的要求时，我们发现VMM仅在$\Omega_M^0\simeq 0.36$时、BWM仅在$\Omega_M^0\simeq 0.73$时才能获得10%以内的一致性，两者都与观测不一致。CMB和GD数据的一致性以及来自SNIa数据的先前约束排除或对其他暗能量模型施加了很强的限制，这些模型可由参数化状态方程（EOS）$w=p/\rho= w_0 + w_a(1-a)$描述，其中$w_0$和$w_a$为常数，$a$为宇宙尺度因子，$p$（$\rho$）为暗能量的压强（能量密度）。我们发现$w_0=-0.82$且$w_a=0.58$的超引力（SUGRA）模型可以被排除。总的来说，我们发现最佳值为$-1.86<w_0<-1.72$，$1.53<w_a<2.0$。对于超新星数据敏感的红移$z\sim 0.5-1$，该参数化EOS的$w\sim -1$。