复合前后原初介质中扰动的本征模分析

宇宙微波背景的各向异性被认为源于原初介质的扰动，这些扰动在复合后导致了星系团与星系的形成。目的：我们分析复合时及复合前原初介质的扰动波模，该介质由完全电离的重子等离子体、强黑体辐射场和冷暗物质组成。方法：我们采用相对论运动方程的线性扰动理论，利用将辐射能量密度与等离子体温度关联的严格热力学平衡模型。结果：研究表明，对应于假想重子声学波的波模存在，其相速度接近光速，但暗物质在该模中的参与非常微弱。相反，暗物质以其自身的主导模形式——引力坍缩——存在，重子等离子体的参与极少。结论：鉴于重子与暗物质之间这种极弱的耦合，用于大尺度结构与星系形成计算机模拟的初始条件（假设复合后星系形成开始时，重子与暗物质密度扰动在分数振幅上空间重合）可能是不成立的。此外，在最后散射面上重子与暗物质扰动可能的不重合，对宇宙微波背景各向异性分析具有影响。