修正宇宙学情景中的暗物质冻结

我们研究了修改宇宙膨胀历史对暗物质冻结的影响。我们推导了早期宇宙中任意能量密度下冻结的修正玻尔兹曼方程，并利用若干近似给出了一种解析方法。接着我们考察了在能量密度由辐射加一个冷却更快的额外组分构成这一具体情形下，获得正确遗迹密度所需的热平均截面。我们将解析近似与数值解进行比较。我们发现，对于所探索的大部分参数空间，它给出了合理结果，与测量值至多相差量级为一的因子。我们发现，若能量密度的新贡献与辐射密度相当，则暗物质湮灭所需截面要小得多。这将导致弱尺度暗物质更难探测，并开启了更重暗物质可在不违反微扰幺正性的情况下发生冻结的可能性。