$\Lambda_{\rm s}$CDM 宇宙学：通过预测标准 neutrino 属性来缓解主要宇宙学张力

我们研究了 $\Lambda_{\rm s}$CDM 模型的一个两参数扩展，通过允许有效 neutrino 物种数 $N_{\rm eff}$ 和其总质量 $\sum m_\nu$ 的变化来实现。我们的动机有两个方面：(i) 检查 $\Lambda_{\rm s}$CDM 是否在不建议粒子物理标准模型偏离的情况下，仍能成功地拟合数据并解决主要宇宙学张力；(ii) 确定数据是否指示 potentially 能够缓解宇宙学张力的新物理，一种可能通过 late-time mirror AdS-dS 过渡实现 post-recombination 宇宙，或通过修改 $N_{\rm eff}$ 和 $\sum m_\nu$ 的标准值来实现 pre-recombination 宇宙，或两者兼顾。在称为 $\Lambda_{\rm s}$CDM+$N_{\rm eff}$+$\sum m_{\rm \nu}$ 的扩展 $\Lambda_{\rm s}$CDM 模型中，我们发现在考虑 Planck-alone 分析时没有显著张力。我们观察到，纳入 BAO 数据后，$\Lambda_{\rm s}$CDM 扩展的进一步成功受到限制。然而，弱模型依赖的 BAOtr 数据，结合 Planck 和 Planck+PP\&SH0ES，偏好 H_0\sim 73\,{\rm km\, s^{-1\, Mpc^{-1}}。在使用 BAOtr 数据集的情况下，mirror AdS-dS 过渡在提供增强 $H_0$ 值方面非常有效，因此该模型无需显著偏离 $N_{\rm eff} = 3.044$ 的标准值。最终，$H_0$ 和 $S_8$ 张力均被有效缓解，仅在 Planck+BAO 数据集的情况下稍有妥协。最后，对 $\sum m_\nu \lesssim 0.5$~eV 获得的上界完全与 neutrino 振荡实验相符。我们的发现表明，晚期 $\Lambda$CDM 之外的物理（如 $\Lambda_{\rm s}$CDM），而不改变标准 pre-recombination 宇宙，足以缓解主要宇宙学张力。