哈勃常数局部测量中的样本方差

当前由局部距离指标测得的哈勃常数 $H_0$ 与由宇宙微波背景测得的 $H_0$ 之间 $>3\sigma$ 的张力是宇宙学中最受争议的议题之一，因为它可能指示新物理或未知系统误差。本工作中，我们探究这种张力是否可由局部测量（其仅使用了哈勃体积的一小部分）中的样本方差所缓解。我们使用大体积宇宙学 $N$ 体模拟来建模局部测量，并量化由局部密度涨落和样本选择导致的方差。我们显式地考虑了 Ia 型超新星的非均匀空间分布。尽管对观测进行了忠实建模，我们的结果证实了先前的发现：局部哈勃常数 $(H_0^{\rm loc})$ 测量中的样本方差很小；我们发现 $\sigma(H_0^{\rm loc})=0.31\,{\rm km\ s^{-1}Mpc^{-1}}$，这对于解释局部与全局 $H_0$ 测量之间差异所需的 $\sim6\,{\rm km\ s^{-1}Mpc^{-1}}$ 而言几乎可忽略不计。虽然 $H_0$ 张力原则上可由我们的局部邻域是一个半径约 $150\,\rm Mpc$ 的低密度区域来解释，但此类空洞所需的极端欠密度 $(\delta\simeq -0.8)$ 使其在 $\Lambda$CDM 宇宙中极不可能存在，并且也违反了现有的观测约束。因此，即使在考虑了 Ia 型超新星的非均匀选择后，$\Lambda$CDM 宇宙中的样本方差也无法显著缓解 $H_0$ 测量中的张力。