Alleviating $H_0$ and $S_8$ Tensions Simultaneously in K-essence Cosmology
Abstract: The present work begins by examining the early-Universe inflationary epoch of a special K-essence model, which incorporates a linear coupling term between the scalar field potential and the canonical Lagrangian. For the power law potential, we both numerically and analytically prove that the inflationary parameters such as the spectral index and tensor-to-scalar ratio are compatible with the recent BICEP/Keck observations. Continuing this work, our analysis based on comparing early-Universe observations with late-Universe measurements indicates that the tension on the Hubble parameter $H_0$ and the growth of structure parameter $S_8$ can be alleviated simultaneously. More precisely, compared to the standard $\Lambda$CDM model, our model can reduce $H_0$ tension to roughly $2.2 \sigma$ and the $S_8$ discrepancy diminishes to $0.82\sigma$.
- A. G. Riess et al. (Supernova Search Team), Astron. J. 116, 1009 (1998), arXiv:astro-ph/9805201 .
- S. Perlmutter et al. (Supernova Cosmology Project), Astrophys. J. 517, 565 (1999), arXiv:astro-ph/9812133 .
- M. A. Troxel et al. (DES), Phys. Rev. D 98, 043528 (2018), arXiv:1708.01538 [astro-ph.CO] .
- N. Aghanim et al. (Planck), Astron. Astrophys. 641, A6 (2020a), [Erratum: Astron.Astrophys. 652, C4 (2021)], arXiv:1807.06209 [astro-ph.CO] .
- F. Bianchini et al. (SPT), Astrophys. J. 888, 119 (2020), arXiv:1910.07157 [astro-ph.CO] .
- S. Aiola et al. (ACT), JCAP 12, 047 (2020), arXiv:2007.07288 [astro-ph.CO] .
- S. Alam et al. (eBOSS), Phys. Rev. D 103, 083533 (2021), arXiv:2007.08991 [astro-ph.CO] .
- M. Asgari et al. (KiDS), Astron. Astrophys. 645, A104 (2021), arXiv:2007.15633 [astro-ph.CO] .
- V. Mossa et al., Nature 587, 210 (2020).
- D. Brout et al., Astrophys. J. 938, 110 (2022), arXiv:2202.04077 [astro-ph.CO] .
- L. Perivolaropoulos and F. Skara, New Astron. Rev. 95, 101659 (2022), arXiv:2105.05208 [astro-ph.CO] .
- A. G. Riess et al., Astrophys. J. Lett. 934, L7 (2022), arXiv:2112.04510 [astro-ph.CO] .
- A. G. Riess, Nature Rev. Phys. 2, 10 (2019), arXiv:2001.03624 [astro-ph.CO] .
- E. Di Valentino et al., Astropart. Phys. 131, 102605 (2021a), arXiv:2008.11284 [astro-ph.CO] .
- E. Abdalla et al., JHEAp 34, 49 (2022), arXiv:2203.06142 [astro-ph.CO] .
- E. Di Valentino, Universe 8, 399 (2022).
- J.-P. Hu and F.-Y. Wang, Universe 9, 94 (2023), arXiv:2302.05709 [astro-ph.CO] .
- C. Heymans et al., Astron. Astrophys. 646, A140 (2021), arXiv:2007.15632 [astro-ph.CO] .
- T. M. C. Abbott et al. (DES), Phys. Rev. D 105, 023520 (2022), arXiv:2105.13549 [astro-ph.CO] .
- P. A. R. Ade et al. (BICEP, Keck), Phys. Rev. Lett. 127, 151301 (2021a), arXiv:2110.00483 [astro-ph.CO] .
- A. D. Linde, Physics Letters B 129, 177 (1983).
- J. M. Maldacena, JHEP 05, 013 (2003), arXiv:astro-ph/0210603 .
- D. Seery and J. E. Lidsey, JCAP 06, 003 (2005), arXiv:astro-ph/0503692 .
- S. Li and A. R. Liddle, JCAP 10, 011 (2012), arXiv:1204.6214 [astro-ph.CO] .
- Y. Akrami et al. (Planck), Astron. Astrophys. 641, A10 (2020), arXiv:1807.06211 [astro-ph.CO] .
- P. A. R. Ade et al. (BICEP2, Keck Array), Phys. Rev. Lett. 121, 221301 (2018), arXiv:1810.05216 [astro-ph.CO] .
- N. Aghanim et al. (Planck), Astron. Astrophys. 641, A6 (2020b), [Erratum: Astron.Astrophys. 652, C4 (2021)], arXiv:1807.06209 [astro-ph.CO] .
- P. A. R. Ade et al. (BICEP, Keck), Phys. Rev. Lett. 127, 151301 (2021b), arXiv:2110.00483 [astro-ph.CO] .
- A. Lewis and S. Bridle, Phys. Rev. D 66, 103511 (2002), arXiv:astro-ph/0205436 .
- N. Aghanim et al. (Planck), Astron. Astrophys. 641, A8 (2020c), arXiv:1807.06210 [astro-ph.CO] .
- N. Aghanim et al. (Planck), Astron. Astrophys. 641, A5 (2020d), arXiv:1907.12875 [astro-ph.CO] .
- S. Alam et al. (BOSS), Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 470, 2617 (2017), arXiv:1607.03155 [astro-ph.CO] .
- D. M. Scolnic et al. (Pan-STARRS1), Astrophys. J. 859, 101 (2018), arXiv:1710.00845 [astro-ph.CO] .
- M. Raveri and W. Hu, Phys. Rev. D 99, 043506 (2019), arXiv:1806.04649 [astro-ph.CO] .
Paper Prompts
Sign up for free to create and run prompts on this paper using GPT-5.
Top Community Prompts
Collections
Sign up for free to add this paper to one or more collections.