В области хаббловского напряжения: обзор решений

Простейшая модель ΛCDM хорошо согласуется с широким спектром космологических данных, однако в ней остаются значительные области феноменологии и неизвестности. По мере увеличения числа и повышения точности наблюдений выявились расхождения между ключевыми космологическими параметрами модели. Наиболее статистически значимое напряжение представляет собой расхождение на уровне от 4σ до 6σ между предсказаниями постоянной Хаббла H₀, полученными из наблюдений ранней Вселенной в сочетании с «ванильной» космологической моделью ΛCDM, и рядом поздневременных, независимых от модели определений H₀ на основе локальных измерений расстояний и красных смещений. Высокая точность и согласованность данных на обоих концах создают серьезные ограничения для пространства возможных решений и требуют гипотезы, достаточно строгой для объяснения множества наблюдений — независимо от того, предполагают ли они новую физику, неожиданные крупномасштабные структуры или несколько не связанных между собой ошибок. В работе представлен подробный обзор проблемы, включая обсуждение последних оценок постоянной Хаббла и сводку предложенных теоретических решений. Мы приводим более 1000 ссылок, что свидетельствует о значительном росте интереса к этой области за последние несколько лет. Многочисленные предложения по разрешению напряжения классифицированы по следующим категориям: ранняя темная энергия, поздняя темная энергия, модели темной энергии с шестью степенями свободы и их расширения, модели с дополнительными релятивистскими степенями свободы, модели с дополнительными взаимодействиями, унифицированные космологии, модифицированная гравитация, инфляционные модели, модифицированная история рекомбинации, физика критических явлений и альтернативные предложения. Некоторые из них формально успешны: благодаря дополнительным степеням свободы они улучшают согласование с данными и восстанавливают согласие на уровне 1–2σ между результатами Planck 2018, использующими данные спектров мощности космического микроволнового фона, барионные акустические осцилляции, данные по сверхновым Pantheon и R20 — последним измерением постоянной Хаббла, выполненным командой SH0ES Riess и соавт. (2021, Astrophys. J. 908, L6), ...