2024-04-20 18:48 来源：得道网
由于宇宙观测和测量工具令人眼花缭乱的增长，以及在广义相对论的背景下取得的一些新进展(主要是我们所谓的暗物质和暗能量的“发现”)，21世纪初似乎没有什么能够挑战我们对宇宙、其起源和未来演变的知识的进步。
尽管我们意识到还有很多东西有待发现，但我们的观测、计算和理论框架之间的明显一致表明，我们对宇宙的认识将会显著增长，而且不会中断。
然而，由于越来越复杂的观测和计算，在我们对宇宙的理解中出现的一个明显的小“故障”被证明能够干扰看似完美的齿轮。起初，人们认为它可以通过更精确的计算和测量来解决，但事实并非如此。
“宇宙张力”(或哈勃张力)是我们计算所谓哈勃参数H0的两种方法之间的差异，哈勃参数描述了宇宙的膨胀。
哈勃参数的计算有两条路径:
这两种来源提供的H0值并不完全相等，但非常接近和一致，当时这两种方法似乎表现出很好的一致性。宾果。
在2013年左右，我们意识到“数字没有加起来”。Khalife解释说:“出现的差异可能看起来很小，但考虑到两边的误差条越来越小，两个测量结果之间的差距越来越大。”
事实上，最初的两个H0值并不太精确，由于“误差条”足够大，可以重叠，因此有希望将来更精细的测量最终会重合。“然后普朗克实验出现了，与之前的实验相比，误差条非常小”，但仍然保持了差异，使容易解决的希望破灭。
普朗克是2007年发射到太空的一颗卫星，目的是收集前所未有的详细的宇宙微波背景图像。几年后公布的结果证实了这种差异是真实存在的，一个温和的担忧变成了一场严重的危机。简而言之:我们观察到的最近和最近的宇宙部分讲述了一个不同的故事，或者更确切地说，似乎遵循着不同的物理规律，而不是最古老和最遥远的宇宙，这是一种非常不可能的可能性。
许多人认为，如果这不是测量的问题，那么它可能是理论中的一个缺陷。目前公认的理论模型叫做ΛCDM。ΛCDM在很大程度上是建立在广义相对论的基础上的。广义相对论是阿尔伯特·爱因斯坦在一个多世纪前提出的关于宇宙的最非凡、最优雅、经过反复观测证实的理论，它把暗物质(被解释为冷的、缓慢移动的)和暗能量作为宇宙常数考虑在内。
在过去的几年中，已经提出了各种替代模型或ΛCDM模型的扩展，但到目前为止，没有一个被证明在显着减少“紧张”方面令人信服(或者有时甚至是微不足道的可测试)。
“重要的是要测试这些不同的模型，看看哪些是有效的，哪些是可以排除的，这样我们就可以缩小道路或找到新的方向，”哈利夫解释说。在他们的新论文中，他和他的同事们在先前研究的基础上整理了其中的11个模型，给已经形成的理论丛林带来了一些秩序。
这些模型用分析和统计方法对来自近宇宙和遥远宇宙的不同数据集进行了测试，包括来自SH0ES(状态方程超新星H0)合作和SPT-3G(南极望远镜的新升级相机，收集CMB)的最新结果。这项研究发表在《宇宙学与天体粒子物理学》杂志上。
在以前的工作中显示为可行的解决方案的三个选定模型最终被本研究考虑的新数据排除在外。另一方面，其他三种模式似乎仍然能够减少紧张感，但这并不能解决问题。
Khalife说:“我们发现这些可以在统计上显著地减少紧张，但这只是因为它们有非常大的误差条，而且它们所做的预测对于宇宙学研究的标准来说太不确定了。”
“解决和减少之间是有区别的:这些模型从统计的角度来看是在减少紧张，但它们并没有解决它，”这意味着它们都没有单独从CMB数据中预测出大的H0值。更一般地说，在降低张力方面，没有一种模型被证明优于其他模型。
“从我们的测试中，我们现在知道了哪些模型是我们不应该考虑的，以解决紧张局势，”哈利夫总结道，“我们也知道了我们未来可能会考虑的模型。”
这项工作可能是未来发展的模型的基础，通过用越来越精确的数据约束它们，我们可以更接近于为我们的宇宙开发一个新的模型。
更多信息:Ali Rida Khalife等人，用新的SH0ES和SPT-3G数据回顾哈勃张力解，宇宙学和天体粒子物理杂志(2024)。1475 - 7516/2024/04/059 DOI: 10.1088 /。在arXiv上:DOI: 10.48550/ arXiv .2312.09814
期刊信息:arXiv
国际高级研究学院(SISSA)提供
引文:缓和(宇宙学)张力的技术试验(2024,4月19日)摘自2024年4月19日的https://phys.org/news/2024-04-technical-trials-easing-cosmological-tension.html
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