受轴子多元启发的精质场的宇宙学检验

受弦论轴子多元（string axiverse）想法的启发，有人提出从减速到加速宇宙膨胀的最近转变是由具有亚普朗克衰变常数的类轴子精质场驱动的。该场景要求轴子场相当接近其势的最大值，但比宇宙加速的其他解释微调更少。该模型由轴子衰变常数 $f$、轴子质量 $m$ 和接近 $\pi$ 的初始失准角 $|\theta_i|$ 参数化。为了确定与观测一致的 $m$ 和 $\theta_i$ 值，这些参数被映射到观测量：红移 $z= 0.57$ 处的哈勃参数 $H(z)$ 和角直径距离 $d_{A}(z)$，以及宇宙微波背景（CMB）的角声学视界。然后利用BOSS巡天在 $z\simeq 0.57$ 处重子声学振荡（BAO）尺度的测量和Planck对CMB温度各向异性的测量来探测 $\left\{m,f,\theta_i\right\}$ 参数空间。在当前数据下，CMB限制最有力，仅允许参数空间体积的约 $0.2$。使用SPHEREx或SKA实验进行的BAO尺度测量可以进一步，从 $\Lambda$CDM 模型中观测区分除约 $10^{-2}$ 或 $10^{-5}$ 的参数空间体积（由简单先验允许）之外的所有。