中微子温度与数量独立变化时的宇宙学

我们研究了当中微子温度和中微子数量均允许偏离其标准值时的大爆炸核合成与宇宙微波背景。假设中微子温度从大爆炸核合成至今相对于其标准模型值偏离一个固定比例。在此场景下，由宇宙微波背景观测导出的相对论自由度有效数目 $N_{\rm eff}^{\rm CMB}$ 不等于真实的中微子数目 $N_\nu$。我们确定了作为中微子数量和温度函数的大爆炸核合成所预测的元素丰度，并将后者转换为等效的 $N_{\rm eff}^{\rm CMB}$ 值。我们发现，当中微子温度降低约 5% 时，$N_{\rm eff}^{\rm CMB} \approx 3$ 的值可与 $N_\nu = 4$ 保持一致，而对于任何 $N_{\rm eff}^{\rm CMB}$ 值，$N_\nu = 5$ 均被排除。在观测允许的 $N_{\rm eff}^{\rm CMB}$ 和 $N_\nu$ 取值范围内，均无法解决锂问题。