完善标准复合理论的需求与哈勃张力问题

在过去的几十年里,宇宙学在很大程度上建立在实验数据的基础上,其中最重要的数据来源是对宇宙微波背景(CMB)的研究。CMB自宇宙诞生之初就存在于宇宙中,目前记录的CMB特征反映了宇宙演化的基本过程。这些过程导致了CMB的微弱各向异性,其幅度不超过0.01%。基于足够详细的标准初级复合理论对各向异性结构的解释,使我们能够确定最重要的宇宙学参数。其中一个参数是哈勃常数(更准确地说是哈勃参数)。然而,从普朗克任务结果中获得的哈勃常数值与独立局部测量得到的值之间存在10%的差异。如此大的差异被称为哈勃张力问题,是宇宙学的一个重要问题。对普朗克测量结果(以及对得到相近哈勃常数值的WMAP结果的解释)的解释,关键依赖于标准复合理论的预测。这项工作表明,复合速率高于标准理论的预测,这是由于氢原子动力学自由度的激发所致,而标准理论忽略了这一点。所进行的计算表明,考虑这一过程会导致从普朗克实验和局部测量结果中获得的哈勃常数值良好吻合。