暗物质-暗辐射相互作用与哈勃终极问题

提出暗物质子组件与暗辐射相互作用的模型，作为解决哈勃终极问题的一种方案。在此框架下，暗物质的相互作用子组件在早期宇宙中与暗辐射处于热平衡，但在物质-辐射相等时与其分离。我们研究了这一一般类的模型，并评估了其对最新宇宙学数据（来自 Planck 2018 和 ACT DR6 的宇宙微波背景、生物声学挤压、大尺度结构、Ia型超新星和星云 Cepheid 变量）的拟合优度。我们聚焦于三个基准情景，这些情景在暗物质与暗辐射的脱离速率不同，导致暗声学振荡模式各不相同。在不包括 ACT DR6 数据的拟合中，我们发现所有三个情景都显著降低了哈勃终极问题，指数级快速脱离情景被认为最受青睐。若不将 SH0ES 合作结果纳入数据，拉伯终极问题被降至小于 $2 \, \sigma$；若纳入 SH0ES 结果，拉伯终极问题被降至小于 $1 \, \sigma$。当包含 ACT DR6 数据时，拟合显著恶化。我们发现，在不包括 SH0ES 数据的 95% 置信区间内，最大 $H_0$ 值为 $70.1$ km/s/Mpc，仅能轻微降低终极问题的程度。若在拟合中包含 SH0ES 结果，则该值升至 $72.5$ km/s/Mpc，终极问题的程度降至小于 $3 \, \sigma$。