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关于SNe Ia Pantheon样本中的哈勃常数张力

宇宙学与河外天体物理 2021-05-24 v4 高能天体物理现象

摘要

Ia型超新星(SNe Ia)与Planck测量之间的哈勃常数(H0H_0)张力范围为4到6 σ\sigma。为研究此张力,我们将最大的SNe Ia汇编Pantheon样本划分为3、4、20和40个分箱,在 Λ\LambdaCDM和 w0waw_{0}w_{a}CDM模型中估计 H0H_{0}。我们用模拟红移演化的函数拟合提取的 H0H_{0} 值:g(z)=H0(z)=H~0/(1+z)αg(z)={H_0}(z)=\tilde{H}_0/(1+z)^\alpha,其中 α\alpha 表示演化参数,H~0=H0\tilde{H}_0=H_0z=0z=0 处。我们设定SNe Ia的绝对星等使得 H0=73.5km s1Mpc1H_0=73.5\,\, \textrm{km s}^{-1}\,\textrm{Mpc}^{-1},并固定 Ω0mΛCDM=0.298\Omega_{0m}^{\Lambda CDM}=0.298Ω0mw0waCDM=0.308\Omega_{0m}^{w_{0}w_{a}CDM}=0.308 的基准值。我们发现 H0H_0 随红移演化,呈现缓慢下降趋势,α\alpha 系数仅在1.2至2.0 σ\sigma 范围内与零一致。尽管 α\alpha 系数在3 σ\sigma 内与0相容,但这可能影响宇宙学结果。我们在3和4个分箱中测得本地 H0(z=0)H0(z=1)=0.4km s1Mpc1H_0(z=0)-H_0(z=1)=0.4\, \textrm{km s}^{-1}\,\textrm{Mpc}^{-1} 的变化。将 H0(z){H_0}(z) 外推至最后散射面红移 z=1100z=1100,我们得到的 H0H_0 值与Planck测量在1 σ\sigma 内相容,与我们所研究的宇宙学模型和分箱数无关。因此,对于 Λ\LambdaCDM和 w0waw_{0}w_{a}CDM模型,我们将 H0H_0 张力分别降低了 54%54\%72%72\%。如果 H0(z)H_0(z) 的下降趋势是真实的,可能源于天体物理选择效应或修正引力。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.02117,
  title  = {On the Hubble constant tension in the SNe Ia Pantheon sample},
  author = {Maria Giovanna Dainotti and Biagio De Simone and Tiziano Schiavone and Giovanni Montani and Enrico Rinaldi and Gaetano Lambiase},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.02117},
  year   = {2021}
}

备注

20 pages, 6 figures, 1 table; With corrected proofs and bibliography, to be published in ApJ