H0 张力还是 T0 张力？

我们研究哈勃常数 $H_0$ 的局部测量与宇宙学测量之间的偏差是否可以被重新表述为宇宙微波背景（CMB）单极温度 $T_0$ 上的张力。后者在 CMB 数据分析中通常固定为 FIRAS 最佳拟合值。尽管该值已被若干独立实验证实，考察参数约束在多大程度上依赖于这一先验仍是很有趣的。我们首先对 $T_0$ 在宇宙学可观测量上的效应给出一个详细的科普性描述。我们表明，只要以能量尺度而非红移参数化，且在每个 CMB 光子的固定暗物质与重子密度下，复合历史与转移函数不依赖于 $T_0$。因此，$T_0$ 仅是观测者的一个属性，量化了关键宇宙学事件与今天之间膨胀的量。结果，$T_0$ 对小尺度原初 CMB 各向异性的唯一效应是通过到最后散射时期的角直径距离，导致 $T_0$ 与 $H_0$ 之间近乎完美的简并。这一几何简并被晚期积分 Sachs-Wolfe 效应与 CMB 透镜部分打破。尽管如此，仅 Planck 数据仍与 $H_0-T_0$ 平面上的广阔区域一致，意味着移除 FIRAS 对 $T_0$ 的先验可使 Planck 与 SH0ES 的差异减小，而无需在 $\Lambda$CDM 之外引入新物理。人们可通过将 Planck 与 SH0ES 结合来打破该简并，从而得到对 $T_0$ 的独立测量，其恰好与 FIRAS 存在 $3\sigma$ 张力。因此，哈勃张力确实可被重铸为 $T_0$ 张力。当将 Planck 与重子声学振荡数据而非 SH0ES 结合时，与 FIRAS 的一致得以恢复。因而，即便我们丢弃 FIRAS 的 $T_0$ 先验，SH0ES 与 $H_0$ 的宇宙学测量之间的张力依然持续。