宇宙学中大质量中微子的广义玻尔兹曼层级

玻尔兹曼求解器是在线性 regime 下计算宇宙学可观测量的重要工具。在存在大质量中微子时，它们涉及求解玻尔兹曼方程，随后在动量空间中进行积分以得到所需的流体性质，这一流程已知计算缓慢。在本工作中，我们引入宇宙学中大质量中微子的所谓广义玻尔兹曼层级（GBH），作为通常玻尔兹曼层级的替代方案，其中动量依赖性被积掉，留下一个双参数无限常微分方程组。除了通常的多极展开外，现在还对分布函数的高阶速度权重积分进行展开。使用一个玩具代码，我们表明 GBH 在大尺度和中尺度（相对于中微子自由流动尺度）上以 $\lesssim 0.5\%$ 的精度产生密度对比度中微子转移函数，从而为 GBH 提供了原理验证。我们评论了在最先进玻尔兹曼求解器中实现 GBH 的问题。