Pantheon 样本在新模型下的宇宙学约束分析

本文通过将六种宇宙学模型应用于拟合由 1048 颗 Ia 型超新星（SNe Ia，范围 $0.01 < z < 2.26$）组成的 Pantheon 样本的星等-红移关系来确定宇宙学参数。除广为人知的平坦 $\Lambda$CDM 模型及其他已被广泛研究的模型外，本文引入两个新模型：$ow$CDM 模型与 $ow_{0}w_{a}$CDM 模型，通过执行 MCMC 算法充分评估宇宙学参数间相关性并探索宇宙的几何与物质组成。结合重子声学振荡（BAO）与宇宙微波背景（CMB）测量与 SNe Ia 约束，$ow$CDM 模型测得物质密度参数 $\Omega_\mathrm{M} = 0.328^{+0.018}_{-0.026}$、空间曲率参数 $\Omega_{k} = 0.0045^{+0.0666}_{-0.0741}$、暗能量状态方程参数 $w = -1.120^{+0.143}_{-0.185}$。对于 $ow_{0}w_{a}$CDM 模型，若允许参数 $w$ 随红移演化为 $w = w_{0} + w_{a}\left(1-a\right)$，则宇宙学参数为 $\Omega_\mathrm{M} = 0.344^{+0.018}_{-0.027}$、$\Omega_{k} = 0.0027^{+0.0665}_{-0.0716}$、$w_{0} = -0.739^{+0.336}_{-0.378}$、$w_{a} = -0.812^{+0.750}_{-0.678}$。$ow$CDM 与 $ow_{0}w_{a}$CDM 模型均能一致较好地拟合 Pantheon 样本，对应 $\chi_{\nu}^{2} = 0.994$ 与 $\chi_{\nu}^{2} = 1.008$，但两模型中参数 $w_{0}$ 与 $w_{a}$ 均约束不佳。同时，发现平坦 $\Lambda$CDM 模型对 $z > 0.5$ 高红移 SNe Ia 数据拟合较差，$\chi_{\nu}^{2} = 0.792$，而 $w_{0}w_{a}$CDM 模型为 $\chi_{\nu}^{2} = 0.971$、$ow_{0}w_{a}$CDM 模型为 $\chi_{\nu}^{2} = 0.824$。