暗 sector 以恢复宇宙学一致性

我们提出了一个新的唯象模型，以解决当前早期与晚期宇宙观测之间的张力。我们的方案具有以下特征：(i) 一个衰变暗能量流体（DDE），其在 $z \sim 5,000$ 处发生转变，以提高今日哈勃参数的值——从而解决 $H_0$ 张力；以及 (ii) 一个超轻轴子（ULA），其在 $z\gtrsim 10^4$ 开始振荡，以抑制物质功率谱——从而解决 $S_8$ 张力。我们的马尔可夫链蒙特卡洛分析表明，此类暗 sector 模型对宇宙微波背景（CMB）、重子声学振荡和大型结构（LSS）数据组合的统计拟合略优于 $\Lambda$CDM 模型，同时重要地降低了与晚期宇宙探测手段的 $H_0$ 和 $S_8$ 张力（$\lesssim 3\sigma$）。结合宇宙剪切巡天测量，我们发现 $S_8$ 上的差异减小到 $1.4\sigma$ 水平，且 $H_0$ 的值被进一步提高。加入本地超新星测量后，我们发现 $H_0$ 和 $S_8$ 张力分别减小到 $1.4\sigma$ 和 $1.2\sigma$ 水平，与 $\Lambda$CDM 模型相比有显著改进 $\Delta\chi^2\simeq -18$。在此完整数据集下，DDE 和 ULA 分别以 $\simeq 4\sigma$ 和 $\simeq2\sigma$ 被探测到。我们讨论了该模型一种可能的粒子物理实现，即一个暗禁闭规范 sector 及其伴随轴子，尽管将全部细节嵌入微观物理仍是一个紧迫的开放问题。我们的方案将被未来的 CMB 和 LSS 巡天决定性检验。