Как гипотеза «непостоянной постоянной Хаббла» решает нынешний кризис в космологии?

В расширяющейся Вселенной расстояние светимости связано с красным смещением соотношением

$$\begin{equation} d_L=c(1+z)\int_0^z \frac{dz'}{H(z')} \end{equation}$$ где$H(z')$- скорость расширения Вселенной при красном смещении$z$. Вы можете определить скорость из уравнений Фридмана (в основном уравнения Эйнштейна для космологического пространства-времени) $$\begin{equation} H(z)=H_0\sqrt{\frac{\rho(z)}{\rho_0}} \end{equation}$$ где$\rho(z)$и$\rho_0$плотность энергии при красном смещении$z$а теперь соответственно и$H_0$по сути, это скорость расширения Вселенной прямо сейчас, которая определяет наклон линии закона Хаббла.

Теперь, если вы знаете состав Вселенной, вы можете сказать, как функция$\rho(z)$ведет себя. Что делают авторы статьи, так это то, что они берут эту теоретическую функцию$\rho(z)$(для стандартной космологической модели$\Lambda$-CDM, как и для модели с динамической темной энергией) и просто заменить константу$H_0$с некоторой функцией$H_0(z)$. Если вы подгоните эту функцию под данные о сверхновых для различных красных смещений, вы можете несколько ослабить напряжение с данными, полученными из CMB.

Теперь вопрос в том, как вы интерпретируете это совпадение. Мы могли просто неправильно понять поведение функции$\rho(z)$но авторы возражают против этой точки зрения, указывая на необходимость$H_0$динамические даже для модели с динамической темной энергией (правда, они выбирают какие-то конкретные значения параметров и интересно, насколько жестко они связаны наблюдениями реликтового излучения) Можно было бы пренебречь каким-то влиянием близкой неоднородности, какой-то астрофизикой. Или мы должны как-то модифицировать гравитационную динамику. Все это упоминается, но не более того. По сути, эта бумага сделала некоторые изменения, и она работала несколько лучше. Интерпретация открыта.

«Кризис в космологии» — это напряжение между ценностями$H_0$рассчитывается из высоко-$z$и низко-$z$астрономические данные.

Эта статья модифицирует космологию ΛCDM, делая$H_0$функция$z$. Это не имеет смысла, учитывая, как$H_0$определено.$H$уже является функцией$z$, и$H_0=H(z{=}0)$по определению. Предположение, что$H_0$зависит от$z$представляет собой переформулировку проблемы, а не решение.

Они находят низко-$z$тенденция в$H_0$что соответствует высокому$z$значение$H_0$при экстраполяции. В этом есть некоторое содержание, но это то, что можно было бы ожидать для некоторой относительно простой экстраполирующей функции, независимо от причины несоответствия. О причине почти ничего не сказано.

В целом, вы можете рассчитывать на лучшее соответствие модели с большим количеством параметров. Даже если модель имеет сильную теоретическую основу, вы не можете сделать вывод, что она ближе к реальности, чем ΛCDM, только потому, что она лучше соответствует данным, если у нее больше параметров. Это вдвойне верно для модели, которая явно была выбрана исключительно для решения одной конкретной проблемы, к которой они ее применили.