Hot/Warm 暗物质模拟中的离散效应

在 Hot 或 Warm Dark Matter 宇宙中，早期密度涨落在与粒子质量成反比的特征波长以下包含极少的能量。我们研究了离散噪声如何影响小于该相干尺度的非线性结构增长，这些结构在 N 体模拟中发生。已知 20 年来，初始均匀粒子装载为立方格子的 HDM 模拟 exhibits 相关的制品。特别是，这些模拟中形成的纤维会解体为反映初始网格图案的规则分布的 clump。我们演示了即使初始均匀粒子装载并非网格，而是一种没有首选方向且没有长程相干性的玻璃，仍然存在类似制品。这种规律的片段化也发生在理想化均匀纤维坍缩的模拟中，尽管在无限均匀薄片的坍缩模拟中则不出现。在 HDM 或 WDM 模拟中，所有自束非线性结构，其质量远小于自由流质量，似乎都通过纤维的虚构片段化来形成。这些人造片段在 characteristic 质量以下形成，其质量规模为 $m_p^{1/3}k_{peak}^{-2}$，其中 $m_p$ 为 N 体粒子质量，$k_{peak}$ 为 $k^3 P(k)$ 最大值处的波数（$P(k)$ 为功率谱）。这有不幸的后果是，这些模拟的有效质量分辨率仅随所采用粒子数的平方根增长。