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鉴于 $H_0$ 张力与大尺度结构数据的早期修正引力

宇宙学与河外天体物理 2021-02-24 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

我们提出一个早期修正引力(EMG)模型,由一个标量场 σ\sigma 组成,该场与 Ricci 曲率具有 Mpl2+ξσ2M^2_{\rm pl}+\xi \sigma^2 类型的非极小耦合,外加一个宇宙学常数和一个小的有效质量,并证明其能够缓解 H0H_0 张力,同时很好地拟合宇宙微波背景(CMB)各向异性和重子声学振荡(BAO)数据。在该模型中,标量场在辐射时代深处冻结,由于与非相对论物质的耦合而在物质-辐射相等红移附近增长。我们所考虑由四次势诱导的小有效质量,随后将标量场阻尼为围绕其 σ=0\sigma=0 极小值的相干振荡,导致早期引力强度变弱,并自然恢复与实验室和太阳系引力检验的一致性。我们分析了具有正 ξ\xi 的 EMG 拟合当前宇宙学观测的能力,并将我们的结果与非有效质量情形以及流行的 ξ=0\xi=0 早期暗能量模型进行比较。我们表明,当拟合中除 CMB 和超新星(SN)数据外还包含物质功率谱的全形状时,具有 λO(eV4/Mpl4)\lambda\sim\mathcal{O}({\rm eV}^4/M_{\rm pl}^4) 量级四次耦合的 EMG 也能大幅缓解 H0H_0 张力。

关键词

引用

@article{arxiv.2011.12934,
  title  = {Early modified gravity in light of the $H_0$ tension and LSS data},
  author = {Matteo Braglia and Mario Ballardini and Fabio Finelli and Kazuya Koyama},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2011.12934},
  year   = {2021}
}

备注

32 pages, 11 figures; v2, 26 pages, 11 figures, minor changes, accepted for publication in PRD