朝向 H0 张力的一项解：所需付出的代价

在 $\Lambda$CDM 模型背景下，使用 Planck 数据的当前膨胀率 H$_0$ 与局域宇宙中直接模型无关测量之间的张力已达到 5$\sigma$ 以上。早期与局域 H$_0$ 测量间日益增长的张力并未缓解，仍是宇宙学中关键且开放的问题。理解此张力的解可能是观测测量中隐藏的系统性误差源，或对标准 $\Lambda$CDM 模型的修正。在本工作中，我们通过修正 $\Lambda$CDM 来研究 H$_0$ 张力的解，并在早期时刻加入额外相对论性能量密度 $\rho_{ex}$。在某些语境下该 $\rho_{ex}$ 对应于 EDE 或束缚暗物质（Bound Dark Energy）。我们在 CAMB 中实现我们的模型，并执行完整的 COSMO-MC (MCMC)，以同时拟合来自 CMB 各向异性的最新数据与来自 A. Riess [R-19] \ci{Riess:2019cxk} 的 H$_0 = 74.03\pm 1.42,\mathrm{km\, s^{-1}Mpc^{-1}}$ 值。$\rho_{ex}$ 的引入仅略微改善早期与晚期测量间的张力，我们得到 H$_0 = (68.70\pm 0.45$\ksm) 仍与局域测量 [R-19] 冲突。我们随后提出两个预测标准差 $\sigma_H=1$ 与 $\sigma_H=0.5$（以 \ksm 为单位）用于局域距离测量 H$_0 = (74.03\pm \sigma_H)$ \ksm。由 MCMC 我们得到对于 $\sigma_H =0.5$，在 68\% 置信水平下 H$_0 =(72.83\pm 0.47)$ \ksm，与 [R-19] 完全一致，而所需付出的代价是 CMB $\chi_{cmb}^2$ 增加了 $0.12\%$。最后，额外能量密度 $\rho_{ex}$ 在尺度 $k \sim k_c$（其中 $k_c=a_cH(a_c)$）的物质功率谱与 CMB 功率谱中留下独特印记，从而可对我们的分析进行独立验证。