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照亮暗区:寻找暗物质与暗能量之间的新相互作用

宇宙学与河外天体物理 2024-01-26 v1 广义相对论与量子宇宙学

摘要

当前宇宙学的标准模型——ΛCDM模型——恰如其分地以其有争议的陌生成分命名:一个解释宇宙近期加速膨胀的宇宙学常数(Λ),以及解释大尺度结构形成和动力学所需的冷暗物质。它们共同构成了暗区,其本质仍然是一个谜。在经受了对ΛCDM模型长达25年的证实和支持,足以绕过其一些不明确的理论问题之后,这一范式正面临其迄今为止最大的危机。技术的飞速发展将宇宙学带入了一个前所未有的观测时代,技术精度提高,独立测量手段涌现,包括探测那些曾被认为无法探测甚至不存在的现象,例如在时空中传播的引力波。然而,这种精度揭示了ΛCDM模型瓷器上的裂缝,这些碎片似乎是被粘合在一起的,难以调和。特别令人担忧的是,基于局部测量的宇宙当前膨胀率与基于早期宇宙遥远现象测量的结果之间明显缺乏兼容性,后者只能通过宇宙学模型下的物理传播转化为当前量。在本论文中,我们深入探讨了标准模型的扩展,这些扩展考虑了暗区神秘本质的替代方案以及其中任何可能的新相互作用。我们分析了这些替代模型,希望识别出暗区额外自由度的可测量观测特征。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.13814,
  title  = {Illuminating the Dark Sector: Searching for new interactions between dark matter and dark energy},
  author = {Elsa M. Teixeira},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.13814},
  year   = {2024}
}

备注

PhD thesis, 309 pages (Submitted 16 Sep 2023, defended 9 Nov 2023)