Planck、SPT 与 ACT 数据中的早期暗能量迹象：新物理还是系统误差？

我们利用 ACT DR4、SPT-3G 2018、Planck 偏振数据以及受限的 Planck 温度数据（$\ell<650$）研究了对早期暗能量（EDE）的约束，发现相对于 $\Lambda$CDM，EDE 有 $3.3\sigma$ 的偏好（3 个额外自由度下 $\Delta\chi^2=-16.2$）。EDE 在红移 $z_c=3357\pm200$ 处贡献最大分数能量密度 $f_{\rm EDE}(z_c)=0.163^{+0.047}_{-0.04}$，并导致由 CMB 推断的哈勃常数 $H_0=74.2^{+1.9}_{-2.1}$ km/s/Mpc。我们发现 Planck 和 ACT DR4 数据提供了 $\chi^2$ 改善的主要部分，且加入 SPT-3G 会将 $f_{\rm EDE}(z_c)$ 的后验从 $\Lambda$CDM 拉离。这是首次针对这三个联合 CMB 数据集报道中等程度的 EDE 偏好。我们发现，加入超新星光度距离测量和重子声学振荡标准尺仅极轻微地影响该偏好（$3.0\sigma$），而探测晚期物质成团性的测量——来自 Planck 的透镜势功率谱和来自 BOSS 的 $f \sigma_8$——将该偏好的显著性降至 2.6$\sigma$。反之，加入 SH0ES 合作组所报道的 $H_0$ 值先验将偏好提升至 $4-5\sigma$ 水平。在无此先验时，加入 $\ell>1300$ 的 Planck TT 数据会将偏好从 $3.0\sigma$ 降至 $2.3\sigma$，且对 $f_{\rm EDE}(z_c)$ 的约束在 $1\sigma$ 下与 $\Lambda$CDM$ 相容。我们探究了 Planck 偏振数据中的系统误差是否会影响我们的结论，发现改变 TE 偏振效率会显著削弱 Planck 对 EDE 的偏好。尚需更多工作来确定这些仅来自 CMB 数据的 EDE 迹象究竟是系统误差的唯一结果，还是通向新物理的窗口。