基于Planck观测的准物质反弹宇宙学

我们结合Planck宇宙微波背景（CMB）角各向异性测量与BICEP2/Keck Array数据研究准物质反弹宇宙学。我们通过考虑宇宙收缩相中准物质场状态方程$w\cong w_0+\kappa(\eta-\eta_0)$的线性近似，提出一个新的原初标量功率谱。利用这一新原初标量功率谱，借助Planck温度与偏振联合BICEP2/Keck Array数据，我们在$1\sigma$置信水平下约束了状态方程的零阶近似$w_0= -\,0.00340\pm 0.00044$和一阶修正$10^{4} \zeta= -1.67^{+1.50}_{-0.83}$，其中$\zeta = 12\kappa/k_*$，枢轴尺度为$k_*$。标量扰动的谱指数确定为$n_{\rm Bs}=0.9623\pm0.0055$，偏离尺度不变原初谱达7$\sigma$。我们发现$n_{\rm s}$在$1\sigma$置信水平下具有尺度依赖性，且相比$\Lambda$CDM+$\alpha_s$宇宙学对谱指数跑动有更紧的约束。准物质反弹宇宙学中谱指数的跑动为$\alpha_{\rm Bs}= \pi \zeta /2 c_{\rm s} = -\hspace{.5mm}0.0021 \pm 0.0016$，在$1.3\sigma$水平非零，而在$\Lambda$CDM+$\alpha_s$中，对于Planck温度与偏振数据其在$0.8\sigma$水平非零。准物质场在穿越时刻的密度涨落声速为$c_{\rm s} = 0.097^{+0.037}_{-0.023}$，在收缩相中并非很小的值。