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非均匀大爆炸核合成是否在今日产生了非均匀的元素分布?

宇宙学与河外天体物理 2021-07-07 v1 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学

摘要

非均匀大爆炸核合成(BBN)在 T109T \sim 10^9 K 时产生空间非均匀的元素丰度分布,但随后的元素扩散将倾向于抹去这些非均匀性。我们计算了 BBN 元素的宇宙学共动扩散长度。该扩散长度受原子散射限制,因此在原子中性的重组与再电离红移之间由扩散主导。我们发现,除 7^7Li 外,今日所有相关元素的共动扩散长度均为 dcom70d_{com} \approx 70 pc,而 7^7Li 的 dcomd_{com} 小一个数量级,因为 7^7Li 在整个相关时期保持电离。该共动扩散长度对应于亚恒星重子质量尺度,并大致等于 BBN 时期的视界尺度。这些结果支持如下可能性:在大于 BBN 时期视界的尺度上的非均匀性可能导致今日空间非均匀的元素分布,而 BBN 时期纯粹的视界内涨落仅能导致当前均匀的元素分布。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.01832,
  title  = {Does inhomogeneous big bang nucleosynthesis produce an inhomogeneous element distribution today?},
  author = {Robert J. Scherrer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.01832},
  year   = {2021}
}

备注

5 pages, no figures