Взаимосвязанная космология: обзор физики частиц, астрофизики и космологии, связанных с космологическими напряжённостями и аномалиями
Cosmology intertwined: A review of the particle physics, astrophysics, and cosmology associated with the cosmological tensions and anomalies
2022-01-01
SCID: 54.1/6ak9pkke
Discuss with AI
напряжённость постоянной Хабблареликтовое излучение Planckслабое гравитационное линзированиекосмологическая модель ΛCDMнапряжённость σ8–S8
Figures from the paper
Abstract (AI)
Стандартная космологическая модель Λ холодной тёмной материи (ΛCDM) хорошо описывает широкий спектр астрофизических и космологических данных. Однако существует несколько важных нерешённых вопросов, из-за которых стандартная модель выглядит приближением к ещё не найденному, более реалистичному сценарию. В этой статье мы перечисляем несколько важных задач, которые необходимо решить в течение следующего десятилетия, принимая во внимание существующие расхождения между различными космологическими зондами, такие как несогласие в значении постоянной Хаббла H0, напряжённость σ8–S8 и другие аномалии с менее высокой статистической значимостью. Хотя эти расхождения всё ещё могут быть частично обусловлены систематическими ошибками, их сохранение после нескольких лет тщательного анализа убедительно указывает на наличие проблем в стандартном космологическом сценарии и на необходимость новой физики или обобщений за пределами стандартной модели. В этой статье мы сосредоточиваемся на напряжённости величиной 5,0σ между оценкой постоянной Хаббла H0 по данным реликтового микроволнового излучения (CMB) эксперимента Planck и измерениями коллаборации SH0ES. Представив оценки H0, полученные различными научными группами с использованием разных методов и геометрических калибровок, мы перечисляем несколько интересных моделей новой физики, способных ослабить эту напряжённость, и обсуждаем решающую роль экспериментов следующего десятилетия. Кроме того, мы рассматриваем расхождение данных CMB Planck с измерениями слабого гравитационного линзирования и обзорами по красному смещению относительно значения плотности энергии вещества Ωm, а также амплитуды или темпа роста структуры (σ8, fσ8). Мы перечисляем несколько интересных моделей, предложенных для ослабления этой напряжённости, и обсуждаем важность попытки описать полный набор данных единой моделью, а не подгонять по одному параметру за раз. Кроме того, мы представляем широкий спектр других, менее обсуждаемых аномалий со статистической значимостью ниже, чем у напряжённостей H0–S8, которые также могут указывать на новую физику, и обсуждаем возможные общие теоретические подходы, способные совместно объяснить нестандартную природу…
Key Findings
1
Менее статистически значимые космологические аномалии могут дополнительно указывать на физику за пределами ΛCDM, хотя систематические эффекты остаются возможным объяснением.
2
Данные Planck демонстрируют напряжённость с измерениями слабого линзирования и обзорами красных смещений относительно Ωm, амплитуды и скорости роста структур, включая σ8 и fσ8.
3
Определение H₀ по данным реликтового излучения Planck расходится с измерениями коллаборации SH0ES примерно на 5,0σ, что мотивирует поиск систематических ошибок и физики за пределами стандартной модели.
4
В обзоре рассматриваются модели новой физики, предложенные для ослабления напряжённостей H₀ и роста структур; подчёркивается необходимость проверять их на полном объединённом наборе данных.
5
Модель ΛCDM хорошо описывает широкий набор астрофизических и космологических данных, но может быть приближением более полной теории из-за сохраняющихся напряжённостей.
Research Object
космологическая модель ΛCDM и связанные с ней космологические наблюдения и зонды, включая данные Planck по реликтовому микроволновому фону, измерения коллаборации SH0ES, наблюдения слабого гравитационного линзирования и обзоры красного смещения
Research Subject
космологические напряжённости и аномалии — прежде всего напряжённость в значении постоянной Хаббла H0, напряжённость σ8–S8 и связанные с ними расхождения в Ωm и амплитуде или скорости роста структур — и возможные объяснения этих расхождений посредством новой физики за пределами ΛCDM
Publication Details
Publication Date
2022-01-01
Journal
Publisher
ISSN
Cited by
37
Open access PDF
Access Type
Author Information
Download PDF
Subscribe to digest