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用Lambda Prime ($\Lambda'$)模型解决S8张力

宇宙学与河外天体物理 2025-06-10 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

S8S_8参数量化了8h18h^{-1} Mpc尺度上的物质涨落幅度,一直是弱引力透镜巡天(如KiDS、DES、HSC)与普朗克宇宙微波背景(CMB)测量之间张力的来源。这种差异挑战了标准Λ{\Lambda}CDM模型,并已成为现代宇宙学中最显著的张力之一。Λ{\Lambda'}模型通过修改引力部分来改变宇宙增长历史,从而提供了一种潜在的解决方案。修改包括在爱因斯坦场方程中引入里奇孤子,引入一个时间依赖因子,产生随时间变化的宇宙常数Λ=(1α(t)2ΛDEρgρDE{\Lambda'}=(1-{\alpha(t)^2}{\Lambda_{DE}}\frac{{\rho}_g}{\rho_{DE}},随后影响宇宙演化。里奇孤子来源于引力能量密度。在本研究中,我们分析了六个巡天的结果,并将waw_aw0w_0的结果与Λ{\Lambda'}模型进行了比较。我们还发现σ8=0.7500.020+0.020{\sigma}_8={0.750}_{-0.020}^{+0.020}S8=0.788S_8={0.788}。这些值更接近弱引力透镜巡天(如DES、KiDS)报告的一些低S8S_8测量值(S80.760.78S_8 \approx 0.76-0.78),表明该模型可能缓解S8S_8张力。晚期宇宙中α(t){\alpha(t)}的高值导致结构形成受到抑制和Λ{\Lambda'}低值。Λ{\Lambda'}模型中的晚期宇宙实际上或表面上比Λ{\Lambda}CDM年轻5-10%,这转化为H0=72.7341.687+1.687H_0={72.734}_{-1.687}^{+1.687} km/s/Mpc,与晚期宇宙探针一致。Λ{\Lambda'}属于动力学暗能量模型,但与替代方案不同,它不引入奇异粒子或幻影能量。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.14609,
  title  = {Resolving the S8 tension with the Lambda Prime ($\Lambda'$) model},
  author = {Stuart Marongwe and Stuart Kauffman and Moletlanyi Tshipa and Christian Corda},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.14609},
  year   = {2025}
}

备注

16 pages, 5 figures, Submitted to the IJMPD