大尺度稳定相互作用暗能量模型的新方法及其天文学界限

相互作用暗能量模型的稳定性分析通常将其参数空间分为两个区域：(i) $w_x \geq -1$ 且 $\xi \geq 0$，以及 (ii) $w_x \leq -1$ 且 $\xi \leq 0$，其中 $w_x$ 是暗能量状态方程，$\xi$ 是相互作用的耦合强度。由于这种分离，关于这些模型的宇宙学和现象学的关键信息可能会丢失。最近的一项研究表明，可以通过一个依赖于暗能量状态方程的耦合函数将这两个区域统一起来。在这项工作中，我们引入了一个新的耦合函数，它同样统一了参数空间的两个区域，并推广了之前的提议。我们分析了这种情况，考虑暗能量的状态方程是常数或动态的。我们研究了此类模型的宇宙学，并利用来自背景演化和大尺度结构的最新天文学数据对两种情形进行了约束。我们的分析表明，允许耦合参数 $\xi$ 取非零值，也允许暗能量状态方程不等于 `$-1$`。然而，在 $1\sigma$ 置信水平内，$\xi = 0$ 以及暗能量状态方程等于 `$-1$` 与当前数据是相容的。换言之，观测数据允许与 $\Lambda$ 宇宙学存在非常微小但非零的偏差，但在 $1\sigma$ 置信区域内，相互作用模型可以模仿 $\Lambda$ 宇宙学。事实上，我们观察到这些模型在背景和微扰层面上都极难彼此区分，也难以与 $\Lambda$ 宇宙学区分。最后，我们对当前 $H_0$ 的紧张关系进行了严格分析，允许暗能量状态方程的不同区域，结果表明相互作用暗能量模型合理地解决了当前 $H_0$ 的紧张关系。