一个扩展解释一切，一个尺度不变谱检验一切，并在一个模型中约束一切

摘要

宇宙微波背景（CMB）观测精度的不断提高揭示了不同数据集之间的显著张力，特别是在普朗克卫星和阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）之间，以及与晚期宇宙哈勃常数测量值之间。在这项工作中，我们探索了多种超出ΛCDM模型的扩展，以评估它们调和这些差异的能力。具体来说，我们考虑了对原始功率谱、几何、暗能量、相对论性粒子有效数量以及原始氦丰度的修改，以及一个早期暗能量（EDE）成分。我们使用多种统计工具评估每个模型，包括赤池信息准则（AIC）、贝叶斯模型比较、可疑性和拟合优度估计器。我们的结果证实，没有单一扩展能完全解决所有现有张力。虽然普朗克单独的数据倾向于非零曲率，但这并不能缓解普朗克-ACT的差异。EDE情景，特别是在固定哈里森-泽尔多维奇谱的情况下，为普朗克-ACT不一致性提供了最佳解决方案，而当包含SHOES数据时，wCDM模型在减少哈勃张力方面更有效。然而，对这些扩展的统计偏好仍然温和，并且强加ns = 1通常会恶化模型性能。我们的发现突显了对ΛCDM进行修改的局限性，并表明可能需要更复杂的新物理学，或者更有可能地，需要改进对CMB领域的系统性理解，才能完全解决观测到的张力。虽然CMB实验通常被认为是精确宇宙学的黄金标准，但我们的结果强调了这些测量并非不受系统性不确定性的影响，而这些不确定性在当前的分析中可能被低估了。