振荡标量场与哈勃张力：一种带有新颖特征的解决方案

我们详细研究了在解决哈勃张力背景下的亚主导振荡标量场（“早期暗能量”，EDE）。与早期工作一致但不依赖流体近似，我们发现一个因哈勃摩擦而冻结直至${\rm log}_{10}(z_c)\sim3.5$、达到$\rho_{\rm EDE}(z_c)/\rho_{\rm tot}\sim10$%、之后比物质稀释更快的标量场，可使宇宙微波背景（CMB）、重子声学振荡、超新星光度距离及SH0ES合作组晚期哈勃常数估计达成一致。在68%置信水平下偏好势函数$V(\phi) \propto \phi^{2n}$且极小值附近$2\lesssim n\lesssim 3.4$，且{\em Planck}偏振对标量场扰动的动力学施加了额外约束。特别地，数据偏好在大场位移处平坦化的势。对模拟数据的MCMC分析表明，下一代CMB观测（即CMB-S4）能以极高显著性明确探测到EDE的存在。该对EDE动力学的预期灵敏度主要由$E$模偏振测量的改进所驱动。我们还探索了EDE标量场动力学的新观测特征：（i）我们发现取决于张量-标量比的强度，EDE的存在可能暗示CMB中存在等曲率扰动。（ii）我们表明，对于$n\approx 2$，由非谐振荡场驱动的参数共振可导致EDE场扰动极其迅速的、尺度依赖的增长。此不稳定性及随之潜在的、非线性的、空间不均匀的动力学可提供该情形的独特特征。