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高红移类星体和伽马射线暴是否证实了JWST?

宇宙学与河外天体物理 2025-06-02 v3 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学

摘要

詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)报告了从ΛCDM视角来看似乎具有挑战性的大质量高红移星系。如果解释为宇宙学问题,这需要普朗克合作组高估了更高红移处的物质密度Ω_m或物理物质密度Ω_m h^2。通过标准频率学派轮廓似然,我们识别出佐证的类星体(QSO)和伽马射线暴(GRB)数据集,其中Ω_m随有效红移z_eff增加,并在更高红移处保持异常大。我们放宽传统先验,允许Ω_m > 1(与负暗能量密度一致),以在可能的情况下定位轮廓似然峰值。虽然Ω_m随z_eff的变化与ΛCDM模型不一致,但通过轮廓似然中χ^2差异划分频率学派置信区间(文献中流行的技术)指出,GRB和QSO分别与Planck-ΛCDM之间存在3.9σ和7.9σ的张力。我们解释了现有轮廓似然文献中固有的近似,并强调了推广该处方的新方法。我们展示了替代方法(包括贝叶斯方法)导致类似的张力。最后,在大样本极限下,我们展示了在边界(先验)存在时用于频率学派置信区间的Feldman-Cousins处方导致置信区间受Wilks定理的上界限制。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.19953,
  title  = {Do high redshift QSOs and GRBs corroborate JWST?},
  author = {Eoin Ó Colgáin and M. M. Sheikh-Jabbari and Lu Yin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.19953},
  year   = {2025}
}

备注

v2 comments on frequentist confidence intervals added; v3 to appear in Physics of the Dark Universe