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意外的轴偶子:解决哈勃紧张问题的自洽再电离时解

宇宙学与河外天体物理 2025-12-30 v2 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

轴偶子宇宙学提供了一个由基本物理学给出的暗物质 (DM) 和暗能量 (DE) 的最小基准模型。轴偶子和膨胀子 arise 作为对称性的伪金石模式,预测粒子质量依赖于膨胀子,从而在宇宙演化过程中导致再电离物理、声声容限和晚期扩张与增长历史的相关性修正。我们将其与 Planck 2018 温度、极化和引力透镜数据、SPT-3G 高 \ell 测量、DESI DR2 BAO 和 Pantheon++ 超级星系,假设轴偶子构成所有暗物质且膨胀子承担暗能量场的角色。我们发现该模型比 Λ\LambdaCDM 宇宙学略好一些,用 3 个额外参数降低 χ2\chi^2 约 7,并显著提高推断的哈勃常数 H069.2kms1Mpc1H_0 \simeq 69.2\,\mathrm{km\,s^{-1}\,Mpc^{-1}},将哈勃紧张降至 3σ\lesssim 3\sigma,从而允许 CMB 和 SH0ES 数据的联合拟合。该模型对这个扩大的数据集的拟合优于 w0waw_0w_a 模型,后者在再电离时通过人工修改电子质量实现,尽管其以可计算的动力学方式实现。轴偶子-膨胀子自互作用在 DESI 测量中稳健地伪造出幽灵方程状态。有一点危险:宇宙学偏好膨胀子-物质耦合 g102|\mathbf{g}|\sim 10^{-2}-10110^{-1},这足够大,已被太阳系广义相对论测试检测到。这些结果表明,轴偶子可以在框架内提供一种受当前数据偏好的数据,尽管在耦合强度上令人意外地大一些,在该框架中将暗能量、暗物质和时变粒子质量在一致的方式联系起来。它们指示了新的可观测信号和新的理论方向,旨在解决与非宇宙学观察之间的 apparent 不一致性。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.13544,
  title  = {The Serendipitous Axiodilaton: A Self-Consistent Recombination-Era Solution to the Hubble Tension},
  author = {Adam Smith and Maria Mylova and Carsten van de Bruck and C. P. Burgess and Eleonora Di Valentino},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.13544},
  year   = {2025}
}

备注

41 pages, 11 figures, 8 tables