宇宙中微子：色散性与非线性

我们提出了一种将宇宙中微子描述为色散流体的方法。在该方法中，中微子相空间被简化为密度场、速度场以及一个依赖于尺度的声速。该声速取决于红移、初始中微子相空间密度和冷暗物质引力势。后者是中微子与大尺度结构之间的一种新耦合，此前的流体方法未曾描述。我们在线性理论中计算了声速，发现无论引力势如何，它在小尺度和大尺度上都趋于常数。通过与中微子 N 体模拟对比，我们测量了小尺度声速，发现它低于线性理论预测值。这可以解释 N 体模拟与线性响应预测在中微子功率谱上的差异：中微子仍主要由冷暗物质驱动，但小尺度上的声速对扰动不稳定且会降低。最后，我们提出了一个校准后的中微子功率谱模型，该模型无需在标准玻尔兹曼代码之外进行额外积分。