改进的BBN对引力常数变化的约束

大爆炸核合成（BBN）对宇宙学膨胀速率非常敏感。若引力常数$G$在核合成时期取与今日不同的值，轻元素的原初丰度将受影响。在本工作中，我们利用近期对原初元素丰度的测定、更新的核与弱反应率以及宇宙微波背景（CMB）的观测，改进了对此种变化的限制。当结合测得的丰度与Planck卫星CMB观测给出的重子密度时，我们在$2\sigma$置信度下得到$G_\mathrm{BBN}/G_0 = 0.99^{+0.06}_{-0.05}$。若$G$随时间线性变化，我们在$2\sigma$下得到$\dot{G}/G_0 = 0.7^{+3.8}_{-4.3}\times 10^{-12} \, \mathrm{yr}^{-1}$。这些限制显著强于先前原初核合成研究的结果，并且与CMB、恒星、太阳系、月球激光测距、脉冲星计时和引力波约束相当且互补。