Стандартная космологическая модель (ΛCDM)

Утверждения по наблюдаемым 21

Что теория утверждает о каждой измеренной величине и есть ли у той же величины другие объяснения. Подробно — в графе утверждений.

Не расходится с опытом 13

• Нуклеосинтез при η из реликта даёт Li/H = (4,72 ± 0,72)·10⁻¹⁰, то есть A(Li) = 2,674 ± 0,066 — втрое больше, чем на плато, расхождение 4,4σ («проблема лития»). Общепринятого решения нет: выгорание лития в звёздах или новая физика; гелий и дейтерий при том же η сходятся.

  утверждение
  4,38σ
• ΛCDM с параметрами реликта предсказывает S8 = 0,832 ± 0,013. Линзирование DES Y6 ниже на 2,4σ (сами DES: 2,6σ против объединённого реликта Planck + ACT + SPT), KiDS-Legacy согласуется (0,7σ) — «напряжение S8» держится на отдельных обзорах.

  утверждение
  2,43σ
• Форма d_L(z) задана плоской ΛCDM с Ω_m, найденным по реликту независимо от сверхновых: 0,315 ± 0,007; сверхновые дают 0,334 ± 0,018 — в 1,0σ. Сама Λ когда-то введена ради сверхновых (1998); сверяемо здесь согласие двух независимых наборов данных.

  утверждение
  0,98σ
• Однородность в больших масштабах — посылка модели; масштаб перехода следует из спектра возмущений ΛCDM: 78 h⁻¹ Мпк на z ≈ 0,8 (при смещении галактик, подобранном по тем же данным) — в 0,75σ; фрактал с D2 < 2,97 на 80–300 h⁻¹ Мпк исключён.

  утверждение
  0,75σ
• Плоская ΛCDM с Ω_m из реликта даёт D_H/D_M(2,33) = 0,2199 ± 0,0009; DESI — 0,2146 ± 0,0081, в 0,7σ. (По совокупности БАО DESI DR2 параметры ΛCDM расходятся с реликтовыми на 2,3σ — см. строку энергии вакуума.)

  утверждение
  0,65σ
• При адиабатическом расширении длины волн растут в (1+z) раз, число фотонов разбавляется как объём — спектр остаётся планковским с T ∝ 1 + z: β_T = 0.

  утверждение
  0,53σ
• Стандартный нуклеосинтез при η, найденном по реликту, даёт Y_p = 0,24691 ± 0,00018 (вместе с Стандартной моделью: три сорта нейтрино, измеренные ядерные скорости и время жизни нейтрона). Aver 2021 — в 0,5σ; выборка EMPRESS — на 1,7σ ниже.

  утверждение
  0,47σ
• Нуклеосинтез при η из реликта даёт D/H = (2,57 ± 0,13)·10⁻⁵ — в 0,3σ от измерения (вместе со Стандартной моделью; погрешность предсказания держат ядерные скорости, прежде всего d(p,γ)³He).

  утверждение
  0,32σ
• Длительность вспышек далёких источников растянута в (1+z) раз: расстояние растёт за время полёта света, b = 1.

  утверждение
  0,27σ
• Длительность вспышек далёких источников растянута в (1+z) раз: расстояние растёт за время полёта света, b = 1.

  утверждение
  0,27σ
• Одна величина, два пути: ΛCDM, подогнанная по реликту, даёт H0 = 67,4 ± 0,5, прямая лестница SH0ES — 73,04 ± 1,04; расхождение 4,9σ (SH0ES: «5-sigma»), причина не установлена; независимая лестница CCHP по TRGB — 70,39 ± 1,9, посередине (1,5σ от Planck, 1,2σ от SH0ES).

  утверждение
  0σ
• Спектр чернотельный: до z ~ 2·10⁶ фон термализован, дальше остывает адиабатически. ΛCDM предсказывает гарантированные искажения — μ ≈ 2·10⁻⁸ и y ~ 2·10⁻⁶ (реионизация и скопления), то есть на уровне FIRAS отклонение ноль.

  утверждение
  0σ
• Звёзды не старше Вселенной: ΛCDM по реликту даёт возраст 13,797 ± 0,023 млрд лет; древнейшие скопления — 13,32 ± 0,25, на ~0,5 млрд лет моложе, как и нужно для времени их образования (сами авторы: «agrees well with 13.8 ± 0.02 Gyr»).

  утверждение
  0σ

Непроверяемо 9

• Плотность энергии космологической постоянной — свободный параметр модели: ρ_Λc² ≈ 5,3·10⁻¹⁰ Дж/м³ берётся из наблюдений.

  утверждение · долг: выводимо, не выведено
  —
• В расширяющейся Вселенной поверхностная яркость падает как (1+z)⁻⁴. Сырой показатель меньше 4 (в I — на 4,8σ), и сверка требует модели эволюции светимости: галактики в прошлом ярче; авторы показывают, что нужная поправка (0,45–0,94 в показателе, полоса I) — ровно то, что дают модели Брузуаль — Шарло.

  утверждение
  —
• Горячая модель требует, чтобы тепловой фон был, но его температура T0 = 2,7255 К не выводится, а берётся из измерения и служит входом (плотность фотонов, отношение барионов к фотонам).

  утверждение · долг: выводимо, не выведено
  —
• Гармонический ряд пиков — следствие звуковых волн фотон-барионной плазмы (предсказан до открытия), но само число θ* — один из шести подгоночных параметров базовой ΛCDM (100θ_MC); по нему и по высотам пиков определяются H0 и Ω_m.

  утверждение · долг: выводимо, не выведено
  —
• ω_b — свободный параметр базовой ΛCDM, подбирается по относительным высотам пиков. Нуклеосинтез по D/H мерит ту же величину: 0,02166 ± 0,00019 с теоретической скоростью d(p,γ)³He (3,0σ от реликта) и 0,02235 ± 0,00037 с эмпирической (совпадает) — расхождение упирается в ядерные данные, сверка гелия и дейтерия при η из реликта — в строках Y_p и D/H.

  утверждение · долг: выводимо, не выведено
  —
• Плотность энергии Λ — свободный параметр: ρ_Λc² ≈ 5,3·10⁻¹⁰ Дж/м³ подбирается по сверхновым, БАО и реликту (утверждение lcdm-lambda). Постоянство под вопросом: DESI DR2 вместе с реликтом и сверхновыми предпочитает меняющуюся тёмную энергию на 2,8–4,2σ.

  утверждение · долг: выводимо, не выведено
  —
• Холодная тёмная материя — свободный параметр ΛCDM: ω_c подбирается по пикам реликта; на тот же порядок указывают кривые вращения, линзирование и рост структуры, но частица не найдена.

  утверждение · долг: выводимо, не выведено
  —
• Превышение объясняется гало тёмной материи; масса и профиль гало подбираются для каждой галактики под её кривую вращения. Масштаб g† и теснота связи наблюдаемого ускорения с видимым веществом из ΛCDM не выводятся.

  утверждение · долг: выводимо, не выведено
  —
• Плазма — около 1/10 массы скоплений, остальное — бесстолкновительная тёмная материя, которая при столкновении проходит вместе с галактиками; отсюда смещение центров масс от газа. Количество тёмной материи берётся из тех же гравитационных измерений и из подгонки реликта (Ω_b/Ω_m = 0,157). Без тёмной массы доля плазмы в видимой массе апертур — 0,82–0,98 (пересчёт по табл. 2 той же работы).

  утверждение · долг: выводимо, не выведено
  —