将暗物质转化为暗辐射无法解决宇宙学参数冲突

由低红移数据与宇宙微波背景辐射（CMB）和大尺度结构（LSS）实验数据推断出的宇宙学参数（特别是局域膨胀率 $H_0$ 和物质聚集幅度 $S_8$）之间的冲突，启发了对标准宇宙学模型 $\Lambda$CDM 的许多扩展。能够同时缓解这两种冲突的模型备受关注。我们考虑了一种具有此类解决潜力的情景，即自CMB释放以来，有一部分暗物质转化为了暗辐射。该情景包含并推广了更标准的“衰变暗物质”模型，在暗物质转化为暗辐射的速率和时间上允许额外的灵活性。在本文中，我们对该情景进行约束，重点探讨其能否解决（或缓解）这些冲突。我们发现，此类模型被低 $\ell$ CMB 数据有效排除，具体原因是暗物质转化为暗辐射后为保持平坦性所需的额外暗能量密度，减小了CMB透镜效应导致的峰值平滑效应，并产生了过量的积分Sachs-Wolfe (ISW) 信号。因此，若无进一步修改，此类模型无力缓解这些冲突。该结论推广并扩展了针对标准衰变暗物质模型得出的相关结论。