在 $\Lambda$CDM 模型之上检验空间曲率与各向异性膨胀
宇宙学与河外天体物理
2023-01-05 v3 广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们探讨了在保持其基础物理不变的前提下，用比空间平坦 RW 时空假设更真实的背景来扩展 CDM 模型的可能优势；具体而言，在其上同时允许非零空间曲率与各向异性膨胀，即 An-CDM 模型。这是为了检验最新数据是否支持空间平坦和/或各向同性膨胀，若不支持，则探究空间曲率与膨胀各向异性（因其具有类刚性流体行为）在解决某些宇宙学张力中的作用。我们首先给出 An-CDM 的理论背景与显式数学构造；结合 RW 时空最简单的各向异性推广，即 Bianchi I、V 和 IX 型时空。然后我们利用来自不同探测的数据集（即 Planck CMB(+Lens)、BAO、SnIa Pantheon 和 CC 数据）约束该模型及其特例（即 An-CDM、CDM 和 CDM）并讨论结果。最终我们得出结论：在所考虑的设置内，（i）数据确认了空间平坦与各向同性膨胀，尽管极小的当前膨胀各向异性不能被排除，例如由 CMB+Lens 得 An-CDM 的 （95% C.L.），（ii）在 CDM 之上引入空间曲率或各向异性膨胀，或二者兼具，并未对 张力提供可能的缓解，（iii）引入各向异性膨胀既不影响来自 CMB(+Lens) 的闭空间预言，也不会改善由闭空间导致的急剧降低的 值。我们讨论了为何维持几何推广工作计划的重要性和必要性，尤其是在为解决宇宙学张力提供方案的模型中。[删节]
引用
@article{arxiv.2112.07807,
title = {Testing spatial curvature and anisotropic expansion on top of the $\Lambda$CDM model},
author = {Ozgur Akarsu and Eleonora Di Valentino and Suresh Kumar and Maya Ozyigit and Shivani Sharma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.07807},
year = {2023}
}
备注
25 pages, 6 figures, 5 tables; matches the version published in Physics of the Dark Universe