宇宙视界视角下的暗能量

基于 WMAP 对宇宙微波背景辐射 (CMB) 的显著观测，以及哈勃太空望远镜和地面设施对 Ia 型超新星的观测，目前普遍认为宇宙膨胀正在加速。在标准宇宙学框架下，宇宙因此必须包含除物质和辐射之外的第三种“暗”能量成分。然而，当前数据仍被认为不足以区分演化的暗能量成分与最简单的时不变宇宙常数模型。在本文中，我们考察了宇宙视界 $R_0$ 在数据解读中所起的作用，并得出相当确切的结论：宇宙常数的存在是站不住脚的。观测表明 $R_0=c t_0$，其中 $t_0$ 是感知到的当前宇宙年龄，然而宇宙常数只会驱动 $R_0$ 趋向 $ct$（其中 $t$ 为宇宙时间）一次，且那必须恰好发生在现在。相比之下，标度解同时消除了标准模型中的几个难题，包括“巧合”问题和“平坦性”问题，并很好地解释了 $R_0=c t_0$ 这一事实。我们在此表明，对于此类动力学暗能量模型，要么 $R_0=ct$ 始终成立（从而完全消除表观的巧合），要么我们所认为的当前宇宙年龄实际上是视界时间 $t_h=R_0/c$，它总是短于 $t_0$。我们对 Ia 型超新星数据的最佳拟合表明，$t_0$ 届时必须约为 169 亿年。虽然起初令人惊讶，但这样一个更古老的宇宙实际上将消除宇宙学中其他几个长期存在的问题，包括超大质量黑洞过早出现（红移 > 6）以及本星系群中矮晕的显著缺失。