利用多探针检验 LCDM 模型中物质密度差异的假设

Ziad Sakr

利用多探针检验 LCDM 模型中物质密度差异的假设

宇宙学与河外天体物理 2023-10-23 v3

作者: Ziad Sakr

摘要

我们研究关于哈勃常数 ( $H_0$ ) 和物质涨落参数 ( $\sigma_8$ ) 的两个宇宙学差异是否暗示并与另一个关于物质密度的差异相容。已知后者对观测量的影响与来自 $H_0$ 和 $\sigma_8$ 的影响简并，我们组合不同探针以打破这些简并，同时采用不可知论方法：要么放宽各探针中的校准参数，要么仅纳入以独立于差异参数获得为条件的先验。我们还汇编并使用了先前通过 Oort 技术以模型无关方式得到的 $\Omega_{\rm{M}}$ 直接测量数据集。我们发现，当组合星系团计数 + 团气体质量分数探针 + 宇宙年代学 + 直接 $\Omega_{\rm{M}}$ + 来自 BBN 和 CMB 的先验时， $H_0$ 和 $\sigma_8$ 两个参数均与局部探针推断值一致，其中 $\sigma_8 = 0.745 \pm 0.05$ 而 $H_0 = 73.8 \pm 3.01$ ，且 $\Omega_{\rm{M}} = 0.22 \pm 0.01$ 与 CMB 所定值的差异大于 3 $\sigma$ 。然而，当我们额外组合 SN 与 CC 时出现差异，表明 SN 样本与其他探针间不一致或对我们的假设构成挑战，而仅当采用来自 CMB 数据的物质密度先验时， $\sigma_8$ 才保持在采用低红移结构增长探针校准参数通常获得的值范围内。我们结论为：要么两种张力均与局部推断的低物质密度值相容（而与 CMB 所得值相悖），从而复兴一个被忽视的差异；要么 $\Lambda$ CDM 模型在同时容纳当前所有可用观测方面面临更多困难。（节略）

关键词

ΛCDM 模型哈勃常数 σ8 物质密度宇宙学张力多探针星系团

引用

@article{arxiv.2305.02846,
  title  = {Testing the hypothesis of a matter density discrepancy within LCDM model using multiple probes},
  author = {Ziad Sakr},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2305.02846},
  year   = {2023}
}

备注

Match the accepted version by Phys. Rev. D journal. Title and changes to the text were included following the referee recommendations to highlight the main purpose of the study. The main figures, results and conclusions remain the same

利用多探针检验 LCDM 模型中物质密度差异的假设

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