近日,长江大学物理与光电工程学院邵成刚教授带领的研究团队在国际学术期刊《The European Physical Journal C》(欧洲物理杂志C)上发表题为“Late-time cosmological constraints on three holographic dark energy models with DESI DR2 BAO and Type Ia supernovae”的研究论文, 该期刊属于全球各领域最具有影响力的82本自然指数期刊之一。论文第一作者为我院物理学硕士研究生黄稼源,刘统华教授与邵成刚教授为通讯作者,长江大学为论文唯一署名单位。该研究综合最新晚期宇宙观测,对全息暗能量、年龄图暗能量和Ricci暗能量三类具有代表性的全息启发暗能量模型进行了系统比较。
宇宙加速膨胀的物理起源是现代宇宙学的核心问题之一。标准
模型能够成功解释多类观测,但宇宙学常数问题、巧合问题以及不同观测给出的哈勃常数不一致,仍促使研究者探索具有明确物理动机的动态暗能量方案。全息类模型分别从未来事件视界、宇宙共形年龄和Ricci曲率出发描述暗能量,为检验标准宇宙学之外的可能性提供了重要理论框架。
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图1 三类全息启发暗能量模型在不同数据组合下的暗能量状态方程演化:全息暗能量(HDE,左)、年龄图暗能量(ADE,中)和Ricci暗能量(RDE,右)。
研究团队联合宇宙年代计H(z)、Ia型超新星、DESI第二次数据发布(DR2)的重子声学振荡(BAO)以及红移空间畸变(RSD)增长率数据,构建了五种观测数据组合,并采用贝叶斯马尔可夫链蒙特卡罗方法估计模型参数。为减少早期宇宙标定对结果的影响,研究在包含BAO的数据组合中将声学视界尺度作为自由参数,同时利用AIC和BIC信息准则比较不同模型的统计表现。结果表明,加入DESI DR2 BAO数据后,HDE模型参数趋近于
,对应接近德西特边界的膨胀历史;ADE模型参数稳定在
;RDE模型参数约为
,但持续偏好较低的物质密度。三类模型在完整数据组合下均呈现类精质或近de Sitter的晚期演化,未发现暗能量状态方程稳健跨越“幻影分界线”的证据。
研究还发现,BAO数据中哈勃常数H₀与声学视界尺度
存在显著负相关。HDE给出的H₀约
,接近Planck在ΛCDM框架下的结果,明显低于局域距离阶梯测量值;ADE给出的H₀更低;RDE虽然在AIC下可改善最佳拟合,但其低物质密度以及较高的结构增长振幅提示仍需进一步检验。因此,三种模型均未显著缓解哈勃张力。综合参数稳定性、背景演化与模型比较结果,HDE在三类模型中表现最为均衡,并与
保持统计竞争力;但在计入额外参数复杂度后,现有晚期数据尚不足以决定性支持任何一种模型优于
。该工作为利用DESI DR2时代的多探针数据检验具有物理动机的暗能量模型提供了系统基准,也明确了背景拟合与扰动层面物理一致性需要同步考察。
未来,研究团队将进一步联合DESI BAO、Ia型超新星、宇宙年代计、RSD、弱引力透镜、全形状星系聚类和宇宙微波背景数据,从宇宙背景演化与结构形成两个层面检验这些模型,并评估其扰动稳定性。
该研究得到了国家重点研发计划(2024YFC2207400、2022YFC2204602)的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-026-16300-z
(审核 施雷 编辑 梁军)



