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利用 Pantheon+ 数据集对最小扩展变光速模型的限制

宇宙学与河外天体物理 2024-06-21 v2

摘要

在最小扩展变光速(meVSL)模型的框架下,Ia 型超新星(SNe Ia)的绝对星等与光度距离均偏离广义相对论(GR)的预测。利用 Pantheon++ 巡天数据,我们评估了 meVSL 框架内各类暗能量模型的合理性。暗能量常数状态方程(EoS)模型(ω\omegaCDM)与 Chevallier-Polarski-Linder(CPL)参数化模型(ω=ω0+ωa(1a)\omega = \omega_0 + \omega_a (1-a))均在 1-σ\sigma 置信水平下表明宇宙光速可能存在变化。对于 (ω0,ωa)=(1,0)(\omega_0 \,, \omega_a) = (-1 \,, 0)Ω\m0=0.30,0.31,0.32\Omega_{\m0} = 0.30, 0.31, 0.32,参数 c˙0/c0(1013yr1)\dot{c}_0/c_0 \, (10^{-13} \, \text{yr}^{-1}) 的 1-σ\sigma 区间分别为 (-8.76 \,, -0.89)、(-11.8 \,, 3.93) 与 (-14.8 \,, -6.98)。同时,对于 1.05ω00.95-1.05 \leq \omega_{0} \leq -0.950.28Ω\m00.320.28 \leq \Omega_{\m0} \leq 0.32 的 CPL 暗能量模型,c˙0/c0(1012yr1)\dot{c}_0/c_0 (10^{-12} \, \text{yr}^{-1}) 的 1-σ\sigma 区间为 (-6.31\,, -2.98)。在 ω\omegaCDM 模型中,z=3z = 3 处的 cc 值可超出当前值 0.230.2 \sim 3 \%,而在 CPL 模型中超出 5135 \sim 13 \%。此外,除 Ω\m0=0.28\Omega_{\m0} = 0.28 的 CPL 模型外,对可行模型我们得到 25.6G˙0/G0(1012yr1)0.36-25.6 \leq \dot{G}_0/G_0 \, (10^{-12} \, \text{yr}^{-1}) \leq -0.36。对于这一特定模型,我们得到引力常数的增长率处于 1.65G˙0/G0(1012yr1)3.791.65 \leq \dot{G}_0/G_0 \, (10^{-12} \, \text{yr}^{-1}) \leq 3.79 范围内。通过统计解释,我们得到若干无需暗物质能量密度的模型。然而,这仅是模型参数与能量密度间简并效应的体现,并不意味着暗物质不必要。

关键词

引用

@article{arxiv.2101.09862,
  title  = {Constraints on the minimally extended varying speed of light model using the Pantheon+ dataset},
  author = {Seokcheon Lee},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2101.09862},
  year   = {2024}
}

备注

version 2 to match the version accepted by the Universe. 24 pages, 2 figures, 4 tables