基于DESI BAO和强引力透镜测试广义相对论：规避Hubble常数、声波尺度和暗能量假设
数据分析、统计与概率
2026-03-24 v1 高能物理 - 实验
摘要
我们提出了一个对宇宙学模型独立的框架，用于通过结合气体红移间距(BAO)角尺度测量和120个星系尺度强引力透镜系统，测试广义相对论(GR)在银河尺度上的有效性。利用人工神经网络(ANN)和三次样条重构，我们从SDSS、BOSS、eBOSS和DESI Data Release 2(DR2)中重构BAO角尺度，并推断透镜源的角径距。关键的是，所有用于GR测试的量均来自观测，独立于如Hubble常数、声波尺度或暗能量方程状态等宇宙学参数，最大程度地降低了来自模型依赖距离先验的潜在偏差。这些距离随后被纳入强引力透镜似然，用于约束参数化后牛顿黄金(PPN)参数γ_{\rm PPN}，并在两种透镜质量模型下进行测试：常数密度斜率模型(P1)和红移演化模型(P2)。对于P1模型，ANN重构给出γ_{\rm PPN}=1.102^{+0.148}_{-0.125}，与GR在1σ置信水平一致；而三次样条给出γ_{\rm PPN}=1.150^{+0.139}_{-0.118}，与GR在2σ置信水平一致。对于P2模型，ANN重构给出γ_{\rm PPN}=1.315^{+0.181}_{-0.155}，与GR在2σ水平一致；而样条给出γ_{\rm PPN}=1.485^{+0.193}_{-0.168}，显示约2.5σ的轻微张力。约束 exhibits clear dependence on所采用的透镜质量模型，凸显了透镜建模的关键作用。观察γ_{\rm PPN}与Einstein半径之间未见显著相关性。总体而言，当前的星系尺度观测与GR一致，未发现来自银河尺度（约千秒)的偏离爱因斯坦理论的证据。
引用
@article{arxiv.2603.21126,
title = {Construction of the Global $\chi^2$ Function for the Simultaneous Fitting of Correlated Energy-Dependent Cross Sections},
author = {Linquan Shao and Haoyu Yan and Yingjun Chen and Jiaxin Pi and Xingyu Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.21126},
year = {2026}
}