H0张力下的新物理：一种另类视角

哈勃常数 $H_0$ 的本地估计与倒距离阶梯估计之间的强烈差异可能指向 $\Lambda$CDM 之外的新物理。若干通过新物理解决该张力的尝试依赖于扩展模型，其具有超出 6 个 $\Lambda$CDM 参数的额外自由参数。然而，对额外参数取边际化会拓宽推断参数的不确定性，且通常在这类模型中，$H_0$ 张力是由于更大的不确定性而非 $H_0$ 中心值的真正偏移而得以缓解。如果一个物理理论能够将额外参数固定为一组特定的非标准值，会发生什么？相对于额外参数可自由变化的标淮情形，该模型的自由度减少了。聚焦于暗能量状态方程 $w$ 和相对论性物种有效数目 $N_{\rm eff}$，我发现能够固定 $w \approx -1.3$ 或 $N_{\rm eff} \approx 3.95$ 的物理理论，将从 CMB、BAO 和 SNeIa 数据得出的 $H_0$ 估计与本地距离阶梯估计完全吻合，且不拓宽其不确定性。从模型选择角度看，这两种非标准模型相对于 $\Lambda$CDM 被强烈排斥。然而，预言 $N_{\rm eff} \approx 3.45$ 的模型能够将张力降至 $1.5\sigma$，同时仅相对于 $\Lambda$CDM$弱被排斥；而预言$w \approx -1.1$的模型能够将张力降至$2\sigma$（代价是对$\Lambda$CDM 的偏好变得明确）。最后，我估计了将$H_0$的变化与$w$和$N_{\rm eff}$的变化联系起来的无量纲乘子，可用于根据未来更精确的$H_0$ 本地距离阶梯估计重做本文分析。