物质与暗物质引力相互作用的宇宙学约束

尽管暗物质的引力相互作用有压倒性的证据，我们仍不知道其精确的引力相互作用强度，也不知道它是否遵守等效原理。利用最新可用的宇宙学数据并在 $\Lambda\mbox{CDM}$ 框架内，我们首先更新了所有物质的牛顿常数测量：$G_N=7.26^{+0.27}_{-0.27}\times 10^{-11}\,\mbox{m}^{3}\mbox{kg}^{-1}\mbox{s}^{-2}$，其与实验室标准值相差 $2.2 \sigma$。在广义相对论中，暗物质等效原理破缺可由超轻标量场介导的长程暗物质力来模仿。利用普朗克三年数据，我们发现暗物质“第五力”强度被约束为弱于引力作用的 $10^{-4}$。我们还引入了唯象的后牛顿双流体描述，通过引入暗物质惯性质量与引力质量之间的差异来显式打破等效原理。根据暗物质与寻常物质流体的退耦时间，暗物质引力质量与惯性质量之比被约束为在 $10^{-6}$ 水平等于1。