重建早期宇宙膨胀与热历史

我们基于轻元素丰度测量，给出了宇宙早期膨胀与热历史的不依赖模型的重建。在宇宙大爆炸核合成（BBN）起始附近，膨胀历史受到严格约束。光子温度在微中子退耦时期附近也受到额外约束。允许对标准膨胀率进行扰动后，我们发现辐射能量密度被约束在 $\Lambda$CDM 值的 15% 以内，且在 BBN 时期仅允许 1% 的额外物质能量密度。我们引入了一种新的通用解析拟合公式来描述温度变化，其灵活性足以重现可通过早期能量注入改变温度的一大类超越 CDM 的粒子模型信号。我们给出了来自 BBN 数据以及由宇宙微波背景辐射各向异性探测的有效相对论物种数与氦-4 丰度测量的约束。我们的结果以对未知物理（可能发生于 keV–MeV 能标并可与宇宙学关注的大类模型对应）的最小假设，厘清了早期宇宙最基本的性质。