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共形全息暗能量

Conformal Holographic Dark Energy and the Neutrino-Mass Tension

Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares(国家核研究研究所);Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional(国立理工学院高级研究与创新中心)

Mario A. Rodríguez-Meza, Jorge L. Cervantes-Cota, Tonatiuh Matos

AI总结:

本文提出并测试了共形全息暗能量模型,发现其在不同数据集下表现优于LambdaCDM,尤其在中微子质量约束和宇宙学参数推断方面具有优势。

摘要:

最近德克萨斯大学德克萨斯天文台(DESI)合作组的结果表明,暗能量(DE)成分在演化而非宇宙常数方面更受青睐,这推动了对背景膨胀的替代模型的探索。这些数据还揭示了推断物质密度参数之间的张力——DESI中的值较低,而Planck中的值较高,同时中微子质量后验接近由振荡实验允许的下限。在本工作中,我们提出并测试了一个共形全息暗能量(CHDE)模型,其中暗能量密度依赖于共形时间的幂律,由指数(n)表征。这种表述相对于LambdaCDM引入了一个额外的参数,并在n=0时退化为LambdaCDM。我们用BAO、CMB和超新星数据集对CHDE模型进行检验,遵循DESI所用的相同组合,并在平坦和非平坦宇宙学模型下进行参数推断。我们的分析显示,当仅使用CMB数据或在包含BAO和SNla的联合分析中,LambdaCDM并不被选为最佳拟合模型,且在非平坦模型中被排斥在4.4 sigma水平,在平坦模型中被排斥在4.5 sigma水平。我们得到一致的n=-0.28至-0.32值,不确定性小于±0.1,跨多个数据组合。类似于LambdaCDM,CHDE模型在使用DESI数据而非Planck数据时预测较低的物质密度。这反过来影响中微子质量约束,产生接近最小允许范围的值。尽管存在数据集依赖的张力,平坦和曲面的CHDE模型仍然与来自地面实验的中微子质量约束相容,并产生后验分布峰值在正数值。这种行为避免了LambdaCDM模型中出现的问题,即后验峰值在负质量值。

英文摘要:

Recent DESI results suggest a preference for evolving dark energy (DE) over a cosmological constant, motivating the exploration of alternative models for the background expansion. These data also lead to neutrino-mass constraints close to the lower bounds permitted by oscillation experiments. In this work, we propose and test a conformal holographic dark energy (CHDE) model in which the DE density depends on a power law of the conformal time, characterized by an exponent $n$. The model introduces one additional parameter relative to $Λ$CDM and reduces to it in the limit $n=0$. We confront CHDE with BAO, CMB, and SNe Ia datasets, following the combinations used by DESI, and perform parameter inference in both flat and non-flat cosmologies. We find a consistent preference for $n\simeq -0.25$ to $-0.32$, with uncertainties below $\pm 0.1$, and disfavor the $Λ$CDM limit at the $4.4$--$4.5σ$ level; however, the model-comparison statistics provide no consistent preference for CHDE over $Λ$CDM. The resulting neutrino-mass constraints remain compatible with terrestrial limits and yield posterior distributions that peak at positive values, avoiding the negative-mass preference found in $Λ$CDM. The CHDE model is therefore consistent with current observational constraints and provides a viable alternative to constant dark energy.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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